Оптический транзистор разогнали до 240 ГГц: это основа для компьютеров нового поколения

Международная команда учёных при участии исследователей из «Сколтеха» протестировала оптический логический вентиль нового поколения — устройство, способное выполнять логические операции в сотни раз быстрее транзисторов и без перегрева. Это продолжение проекта, начатого около шести лет назад.

Ключ к высокой скорости — в замене электронов на экситон-поляритоны, квазичастицы, сочетающие свойства фотонов и материи. Они не создают тепловых потерь и способны работать при комнатной температуре. Разработка реализует логическую операцию NOR и построена на органическом микрорезонаторе.

Статья об исследовании в журнале Physical Review B описывает фундаментальные ограничения скорости такого устройства. Главный фактор — остаточные эффекты, особенно бимолекулярное гашение, при котором поляритоны предыдущего логического состояния мешают следующему, вызывая искажения.

Тем не менее, учёным удалось достичь частоты в 240 ГГц — это один из лучших результатов среди всех известных оптических вентилей. Как поясняет первый автор работы, аспирант «Сколтеха» Михаил Миско, добиться этого удалось за счёт учёта делокализации поляритонов и оптимизации длительности управляющих импульсов.

«Для стабильной работы логики важно, чтобы импульсы не накладывались друг на друга и не усиливали сигнал случайным образом. Это требует очень точного тайминга и понимания динамики потерь в системе», — добавляют авторы.

Результаты подтверждают теоретические модели и открывают путь к более масштабным оптическим логическим схемам. В перспективе они могут лечь в основу оптических компьютеров, способных выполнять операции в тысячу раз быстрее существующих электронных систем.

Читать далее:

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе

Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды

^{Обложка: AI | vecstock}