Жидкий свет в вычислениях. Прорыв российских физиков
Российские и европейские физики разработали подход, позволяющий использовать «жидкий свет» для выполнения всех типов логических операций, что значительно ускоряет работу вычислительных устройств.
Ученые из Сколтеха и их европейские коллеги создали устройства, работающие на основе «жидкого света» — сцепленных частиц света и материи. Эти устройства могут выполнять логические операции в сотни раз быстрее, чем их электронные аналоги. В отличие от электронов, фотоны не взаимодействуют друг с другом, что долгое время являлось преградой для создания полностью оптических логических преобразователей.
«Мы решили эту задачу благодаря использованию уникальных свойств ‘жидкого света’, объединяющего в себе свойства как фотонов, так и электронов.»
- Денис Санников, научный сотрудник Сколтеха
Под руководством профессора Павлоса Лагудакиса, ученые Сколтеха разрабатывали системы, управляющие поведением «жидкого света», представляющего собой набор экситон-поляритонов — квазичастиц, объединяющих электроны и «дырки» с частицами света. Ранее считалось, что такие структуры могут существовать только при температурах, близких к абсолютному нулю, но исследования показали, что они могут возникать и при комнатной температуре.
«Санников и его коллеги создали первые поляритонные транзисторы, способные работать при комнатной температуре на частотах, в сотни раз превышающих эту характеристику для их электронных аналогов.»
- Павлос Лагудакис, профессор Сколтеха
Недавно исследователи использовали эти транзисторы для создания оптического устройства, выполняющего логическую операцию ИЛИ-НЕ (NOR), которая является базовой для всех остальных логических операций. Для демонстрации работы этого подхода ученые изготовили прототипы NOR-вентилей из многослойных структур, включающих полимерный материал MeLPPP и миниатюрные зеркала из кварца и оксида таллия.
Опыты показали, что эти вентильные системы способны работать на частоте примерно в один терагерц. Это открытие открывает путь к созданию сверхбыстрых и очень экономичных компьютеров на базе «жидкого света», что может революционизировать вычислительные технологии.
