Сегодня 22 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Российские и немецкие учёные разогнали оптический транзистор до 240 ГГц

Около шести лет назад международная группа учёных при участии исследователей из «Сколтеха» разработала полностью оптический универсальный логический вентиль — перспективную альтернативу электронным транзисторам. Такие оптические переключатели способны работать при крайне низком энергопотреблении и в десятки, а то и сотни раз быстрее кремниевых аналогов. В новой работе учёные протестировали устройство на пределе его возможностей и выявили ключевые ограничения.

 На схеме изображён органический микрорезонатор, функционирующий как логический элемент, где выходной сигнал зависит от синхронизации входных импульсов и от того, было ли исчерпано предыдущее состояние. Источник изображения: Physical Review B 2025

Схематическое представление органического микрорезонатора, работающего как логический элемент, у которого выходной сигнал зависит от синхронизации входных импульсов и от того, было ли исчерпано предыдущее состояние. Источник изображения: Physical Review B 2025

Сегодняшним компьютерам нужны всё более быстрые процессоры, однако традиционная полупроводниковая электроника сталкивается с физическими пределами: при высоких тактовых частотах компоненты перегреваются. Решением могут стать оптические системы, способные работать в тысячу раз быстрее. Исследователи из «Сколтеха» и немецких институтов продолжили развитие своей ранней разработки и изучили, как повысить её быстродействие.

Созданный ранее оптический вентиль, реализующий универсальную логическую операцию NOR, основан на поляритонных конденсатах — квазичастицах, объединяющих свойства фотонов и экситонов. В отличие от электронов, фотоны не взаимодействуют между собой, поэтому для управления логикой применяются экситон-поляритоны. Такие устройства работают при комнатной температуре, не используют электрический ток и потому лишены связанных с ним ограничений — потерь энергии и сравнительно низкой скорости.

Новая работа, опубликованная в журнале Physical Review B (а также доступная на arXiv.org), посвящена изучению остаточных эффектов в работе логического элемента, ограничивающих его скорость. В частности, исследователи рассмотрели явление бимолекулярного гашения — процесса, при котором взаимодействие между поляритонами приводит к потерям, замедляющим переключение между логическими состояниями 0 и 1.

«Скорость работы поляритонных транзисторов определяется тем, насколько быстро могут выполняться последовательные логические операции. Для этого требуется достаточное количество поляритонов, оставшихся от предыдущего состояния «1», чтобы обеспечить чёткое различие между логическими состояниями «1» и «0». По мере увеличения рабочей частоты остаточные поляритоны от первого импульса могут непреднамеренно усиливать второй импульс, создавая, таким образом, паразитное усиление при некоторой ненулевой временной задержке между последовательностями импульсов», — поясняют авторы работы.

Согласно полученным данным, логический вентиль способен работать на частоте до 240 ГГц — это один из самых высоких показателей для оптических логических элементов. Как отметил первый автор статьи, аспирант программы «Физика» в «Сколтехе» Михаил Миско, для достижения такой частоты необходимо учитывать влияние делокализации поляритонов, приводящей к дополнительным потерям.

Кроме того, учёные установили, что для эффективного функционирования устройства длительность управляющих импульсов должна быть короче, чем время характерных потерь в системе. Это открывает путь к более точному управлению поляритонной динамикой и расширяет возможности оптических логических схем.

Полученные результаты подтвердили теоретические модели и позволили сопоставить данные из различных экспериментов. Это ещё один важный шаг на пути к созданию оптических компьютеров, которые смогут работать в сотни раз быстрее современных электронных систем.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Более пяти миллионов ассасинов: Ubisoft похвасталась достижениями игроков Assassin's Creed Shadows 2 ч.
Запутавшие разработчиков изменения Apple в комиссиях App Store скорее всего будут приняты Еврокомиссией 2 ч.
Electronic Arts анонсирует Battlefield 6 уже на этой неделе — запущен обратный отсчёт до выхода первого трейлера 3 ч.
Microsoft узнала о критической уязвимости SharePoint ещё два месяца назад, но не смогла её исправить 4 ч.
Apple почти открыла исходный код своих ИИ-моделей, но что-то пошло не так 4 ч.
Встроенный в Telegram криптокошелёк Wallet стал доступен 87 млн пользователей в США 4 ч.
Microsoft создала утилиту для быстрого переноса данных с компьютера на компьютер для Windows 11 5 ч.
Nvidia выпустила драйвер GeForce Game Ready 577.00 WHQL с поддержкой DLSS 4 для Wuchang: Fallen Feathers 5 ч.
«Яндекс» выпустит «Нейроаналитика» — ИИ-агента для визуализации данных 5 ч.
Дикторов в московском метро дополнит ИИ — тестирование уже началось 6 ч.
Microsoft представила ноутбук Surface Laptop 5G со слотом для SIM и чипами Core Ultra 200 по цене от $1800 28 мин.
Razer представила беспроводную версию геймерской мыши Cobra 2 ч.
Компактно, но дорого и медленно: ДНК-накопителям до коммерциализации пока ещё далеко 4 ч.
Китайские учёные впервые осуществили квантовую телепортацию с записью состояний в твердотельную память 5 ч.
Всё своё, от «железа» до ПО: «Группа Астра» и YADRO строят полностью российское облако 5 ч.
Sharp представили VR-перчатки, которые передают тактильные ощущения от прикосновений к виртуальным объектам 5 ч.
Samsung теряет рынок складных смартфонов — в этом году её доля почти сравняется с Huawei 5 ч.
Elgato представила карту видеозахвата Game Capture 4K S с поддержкой 4K при 60 FPS по цене $160 6 ч.
xAI купила за $10 территорию бывшей газовой электростанции неподалёку от будущего ИИ ЦОД 6 ч.
Nothing представила смарт-часы CMF Watch 3 Pro за $99 с увеличенным экраном, но без сменного безеля 7 ч.