Сегодня 02 мая 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 🔥
Epic Games пообещала 0 % комиссии с продаж для разработчиков с доходом до $1 млн 3 ч.
Посчитали — прослезились: только 6 % паролей уникальны, а остальное — сплошные «qwerty» и «1234» 5 ч.
Новая статья: Студенту на заметку: веб-сервисы и приложения для подготовки к сессии 5 ч.
Облако и ИИ подстегнули рост выручки Microsoft — компания продолжает инвестировать в инфраструктуру 5 ч.
«Очень трудно доказывать то, чего ты не делал»: глава «Леста Игры» прокомментировал арест активов и ответил на обвинения в экстремизме 5 ч.
Alibaba выпустила ИИ-модель Qwen2.5-Omni-3B — её можно запустить на ПК или ноутбуке 6 ч.
Google открыла доступ к интерактивному ИИ-поисковику, который станет ответом на SearchGPT и Perplexity AI 6 ч.
ИИ-стартапы начали показывать рекламу Google в переписке с чат-ботами 8 ч.
Дорожное приключение Keep Driving получило первое крупное обновление и порадовало создателей продажами — поддержка русского языка на подходе 8 ч.
Новое поколение платформы Beeline Cloud 2.0 дополнилось функцией интеллектуальной оркестрации гибридного облака 9 ч.
Новая статья: Обзор блока питания Ocypus Delta P850 3 ч.
Акции Microsoft подорожали на 9 %, и сегодня — лучший день для компании за последние 5 лет 5 ч.
Патентный тролль одержал верх над Apple в британском суде: компании придётся раскошелиться на $0,5 млрд 5 ч.
TikTok намерена потратить €1 млрд на дата-центр в Финляндии 5 ч.
Тысячи гектар земли и гигаватты энергии: Microsoft готовилась к самому масштабному строительству ЦОД за всю свою историю, но затем передумала 6 ч.
Российские и немецкие учёные разогнали оптический транзистор до 240 ГГц 7 ч.
Asus представила Radeon RX 9070 GRE в исполнении ATS Megalodon 9 ч.
Учёные разработали первую в мире экологически чистую технологию нанесения серебра в электронике 9 ч.
Huawei начала поставлять клиентам ИИ-кластеры CloudMatrix 384 — они мощнее, чем Nvidia GB200 NVL72 9 ч.
Глава Nvidia призвал Трампа смягчить экспортные ограничения на ИИ-чипы 9 ч.