Ruskí vedci spolu s americkými vytvorili optický „tranzistor“, ktorý zrýchľuje všetky výpočty 1000-krát

Skupina medzinárodných vedcov vedená vedcami zo Skoltechu, ako aj inžiniermi z IBM (USA), úspešne vytvorila a otestovala extrémne energeticky efektívny optický spínač (riadiaci fotóny), ktorý by v budúcnosti mohol nahradiť klasické elektronické tranzistory novým optické počítače.

Nový spínač zároveň nielenže výrazne šetrí energiu, ale nevyžaduje ani dodatočné chladenie a poskytuje jednoducho bezprecedentný výkon.

Ako ukázali testy, optický tranzistor dokáže vykonať až bilión operácií za sekundu. To je na minútu 1000-krát rýchlejšie ako ktorýkoľvek moderný komerčný tranzistor.

Ako funguje nový optický „tranzistor“.

Ako uviedol prvý autor vedeckého výskumu A. Zasedatelev, zariadenie, ktoré vytvorili, má takmer maximálnu energetickú účinnosť vďaka tomu, že na jeho prepnutie je potrebných len niekoľko fotónov.

Keďže fotón je v podstate najmenšia v súčasnosti známa častica svetla, v skutočnosti sa vedci priblížili k praktickému limitu energetickej účinnosti.

Ak porovnáme s modernými elektrickými tranzistormi, potom väčšina z nich vyžaduje desiatky krát viac energie. na vykonávanie prepínania a tie, ktoré sú svojou účinnosťou podobné novým optickým tranzistorom, v podstate fungujú pomalšie.

Vedci vyvinutý optický tranzistor je navyše schopný perfektne fungovať pri izbovej teplote, čo znamená, že nevyžaduje objemné chladiace systémy.

Prepínač vyvinutý vedcami je navyše schopný fungovať ako spojovacie zariadenie, ktoré prenáša dáta medzi inými zariadeniami vo forme optických signálov.

Okrem toho môže nové zariadenie fungovať ako zosilňovač, čím sa intenzita vstupného signálu zvýši takmer 23 000-krát.

Pre úspešnú prevádzku prístroj využíva dva lasery, aby si nastavil svoj stav na úrovni „0“ alebo „1“ a medzi týmito stavmi aj prepínal.

Momentálne vedci pracujú na ďalšom znížení celkovej spotreby energie zariadenia, v ktorom je v súčasnosti hlavným spotrebiteľom pumpový laser.

Inžinieri teda plánujú použiť perovskitové superkryštalické materiály v nových verziách produktu, pre ktoré sú vynikajúce na tieto účely, keďže vykazujú silnú interakciu svetla s hmotou a ako v dôsledku toho vykazujú taký účinok ako superžiarenie.

Vedci zdôrazňujú, že princíp optického jednofotónového prepínania, ktorý vyvinuli, je celkom schopný rozšíriť na ďalšie optické komponenty, ako sú logické hradla, kaskádové zosilňovače a atď.

Takže práca na takýchto komponentoch nevyhnutne privádza vedcov bližšie k vytvoreniu plne funkčného optického počítača, v ktorom budú manipulácie vykonávať fotóny, čím sa ukáže ultrarýchla prevádzka s minimálnou spotreba energie.

Vedci zdieľali výsledky už vykonanej práce na stránkach časopisu Nature.

Ak sa vám materiál páčil, ohodnoťte ho a nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála. Ďakujem za tvoju pozornosť!