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

Учёные из «Сколтеха» и немецких институтов выявили пределы быстродействия оптического логического элемента, созданного ещё шесть лет назад. Новый рекорд — 240 ГГц. Это в сотни раз быстрее современных транзисторов и потенциальный шаг к оптическим компьютерам будущего.

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.

На схеме изображён органический микрорезонатор, функционирующий как логический элемент. Выходной сигнал зависит от того, синхронизированы ли входные импульсы и было ли исчерпано предыдущее состояние.  
Источник: Physical Review B (2025). DOI: 10.1103/PhysRevB.111.L161403.

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос
Google бросает вызов ChatGPT: в поисковике появилась вкладка с ИИ
Новости
Посмотрите, как рождаются планеты: опубликованы самые четкие изображения в истории
Космос
Рыбы в виртуальной реальности обучают роботов двигаться косяками
Новости
У мертвой звезды нашли самую холодную из известных планет
Космос
После обновления ChatGPT стал подхалимом: OpenAI объяснила, что случилось
Новости
«Википедия» внедрит ИИ: это будет работать и что станет с редакторами
Новости
Поднимет и авианосец: для реактора ИТЭР сделали мощнейший магнит в мире
Наука
Посмотрите на маневренный дрон с крыльями, как у белки-летяги
Новости
Недалеко от Земли нашли странную группу молодых звезд, стремящихся разлететься в разные стороны
Космос
Летучие мыши учатся подслушивать за сексом лягушек, чтобы выбрать добычу
Наука
В МФТИ разработана технология для создания долговечной памяти электронных устройств
Наука
Зонд «Юнона» рассмотрел холодный северный полюс Юпитера
Космос
Роботы-собаки Unitree стреляют водой на 60 метров, чтобы тушить пожары
Новости
Самки бонобо научились держать самцов «в узде»: как им удалось
Наука
Снайперы застрелили с вертолетов 700 коал: власти Австралии объяснили, зачем это сделали
Наука
Бесплатную смену по подготовке к ЕГЭ проведут в Университете Иннополис 
Новости
Назван неожиданный напиток, который может снизить риск остановки сердца
Наука
Эффективность российской вакцины от пыльцы проверят уже в этом году
Наука