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
Силикон сделали проводником и заставили сиять: это считалось невозможным
Наука
Разработаны контактные линзы ночного зрения: они позволяют видеть в темноте
Наука
Китайские роботы показали боевые навыки перед первым турниром по робобоксу
Новости
«Нежелательные колебания атомов» использовали для хранения информации
Наука
Тайны Иерусалима: под полом древнего здания нашли золотые драгоценности 
Наука
Microsoft добавила ИИ в «Блокнот» и Paint: что умеют новые функции в Windows 11
Новости
В России научились собирать беспилотники с помощью цифрового помощника
Наука
Пять планет можно увидеть невооружённым глазом в июне: где и когда смотреть в России
Космос
Частная космическая компания проведет стыковку спутников на орбите
Космос
Черные дыры могут незаметно расти внутри звезд, считают астрофизики
Космос
Раскрыто происхождение зубной боли: чувствительность зародилась в панцире древних рыб
Наука
В сети нашли базу с паролями от 184 млн аккаунтов, включая Google, Apple и Meta*
Новости
Физики объяснили, как звуковые удары от самолетов попадают в помещения
Наука
Астрономы наблюдали жесткую космическую «битву» двух галактик
Космос
Новая система от Google распознает контент, который сделал ИИ
Новости
Приехали: почему россияне пересаживаются с прокатных на личные электросамокаты
Новости
Очередные тарифы Трампа сломают интернет: что нас ждет
Новости
За мигрантами в Москве будут следить через смартфоны: как работает эксперимент
Новости
Нейросеть, которая ускоряет разработку лекарств, сделали в России
Наука
Российский аналог Raspberry Pi на процессоре СКИФ создали в Новосибирске
Новости