Rosyjscy naukowcy wraz z naukowcami amerykańskimi stworzyli optyczny „tranzystor”, który 1000-krotnie przyspiesza wszystkie obliczenia

Grupa międzynarodowych naukowców, kierowana przez naukowców ze Skoltech, a także inżynierów z IBM (USA), z powodzeniem stworzyła i przetestowała niezwykle energooszczędny przełącznik optyczny (sterujący fotonami), który w przyszłości mógłby zastąpić klasyczne tranzystory elektroniczne w nowych komputery optyczne.

Jednocześnie nowy przełącznik nie tylko znacznie oszczędza energię, ale także nie wymaga dodatkowego chłodzenia i zapewnia po prostu niespotykaną wydajność.

Jak wykazały testy, tranzystor optyczny może wykonać nawet bilion operacji na sekundę. To na minutę 1000 razy szybciej niż jakikolwiek nowoczesny tranzystor komercyjny.

Jak działa nowy optyczny „tranzystor”

Jak stwierdził pierwszy autor badań naukowych A. Zasedatelev, urządzenie, które stworzyli, ma prawie maksymalną wydajność energetyczną, ponieważ do jego przełączenia potrzeba tylko kilku fotonów.

Ponieważ w istocie foton jest najmniejszą znaną obecnie cząstką światła, w rzeczywistości naukowcy zbliżyli się do praktycznej granicy efektywności energetycznej.

Jeśli porównamy z nowoczesnymi tranzystorami elektrycznymi, to większość z nich wymaga dziesiątek razy więcej energii. do przełączania, a te, które są podobne pod względem wydajności do nowego tranzystora optycznego, działają zasadniczo wolniej.

Ponadto opracowany przez naukowców tranzystor optyczny jest w stanie doskonale funkcjonować w temperaturze pokojowej, co oznacza, że ​​nie wymaga dużych systemów chłodzenia.

Ponadto opracowany przez naukowców przełącznik może działać jako urządzenie łączące, które przesyła dane między innymi urządzeniami w postaci sygnałów optycznych.

Ponadto nowe urządzenie może pełnić funkcję wzmacniacza, zwiększając intensywność sygnału wejściowego prawie 23 000 razy.

Do poprawnej pracy urządzenie wykorzystuje dwa lasery, które ustawiają swój stan na poziomie „0” lub „1”, a także przełączają się między tymi stanami.

W chwili obecnej naukowcy pracują nad dalszym zmniejszeniem ogólnego zużycia energii przez urządzenie, w którym laser pompujący jest obecnie głównym konsumentem.

Dlatego inżynierowie planują wykorzystać superkrystaliczne materiały perowskitu w nowych wersjach produktu, które są doskonałe do w tym celu, ponieważ wykazują one silne oddziaływanie światła z materią i jak w rezultacie wykazują taki efekt, jak: superpromieniowanie.

Naukowcy podkreślają, że opracowana przez nich zasada optycznego przełączania pojedynczych fotonów jest całkiem sprawna rozszerzyć na inne elementy optyczne, takie jak bramki logiczne, wzmacniacze kaskadowe i itp.

Tak więc praca nad takimi podzespołami nieuchronnie przybliża naukowców do stworzenia w pełni sprawnego komputera optycznego, w którym manipulacje będą wykonywane przez fotony, co pokazuje ultraszybkie działanie przy minimalnym zużycie energii.

Naukowcy podzielili się wynikami już wykonanej pracy na łamach czasopisma Nature.

Jeśli podobał Ci się materiał, oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!