Сегодня 07 ноября 2026
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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
У клавиатуры iPhone нашёлся список из 100 тыс. запретных слов — но набирать их всё равно можно 6 ч.
Просто деньги очень нужны: Anthropic не откажется от IPO на фоне биржевого обвала 7 ч.
Китайский ИИ почти догнал секретную модель OpenAI во взломе сетей — и оказался дешевле 8 ч.
Ноябрьские игровые релизы грозят опустошить офисы — сотрудники массово берут выходные 12 ч.
Новая статья: Stygian: Outer Gods — лавкрафтианский кошмар. Опять. Рецензия 22 ч.
Бывший босс PlayStation объяснил, почему спустя 11 лет Sony так и не выпустила ни ремейк, ни сиквел Bloodborne 24 ч.
IPO на $1,5 трлн под угрозой: потенциальных инвесторов Anthropic напугал обвал акций IT-компаний 24 ч.
Paint оказался дырявым: уязвимость позволяет удалённо взламывать Windows 11 — Microsoft выпустила патч, но он не приходит 06-11 21:02
Кибератака полностью уничтожила облачную инфраструктуру Beget — хостинг-провайдер восстанавливает её с нуля 06-11 20:53
Энергетическая дискриминация: ИИ тратит на запросы на некоторых языках до 180 раз больше энергии, чем на английский 06-11 20:41
Synology выпустила двухконтроллерную СХД PAS3600 на 12 накопителей SATA 6 ч.
Huawei представила насквозь китайский ПК — от процессора до блока питания и ОС 8 ч.
Дорогая память не помогла: биржевой обвал спутал планы китайской YMTC по IPO 8 ч.
Умные очки Samsung и Warby Parker будут доступны для предзаказа с 12 ноября 8 ч.
CPS PCCooler — семейство кулеров, СЖО, корпусов и БП для самых мощных рабочих станций 10 ч.
Конкурент Starlink анонсировал собственную ракету — первый запуск намечен на 2028 год 11 ч.
Nvidia ищет следы контрабанды — будущих партнёров в Азии обяжут подключить мониторинг чипов 14 ч.
Новые смартфоны всё чаще комплектуют б/у памятью — перепаянная DRAM будет в 9 % гаджетов в следующем году 20 ч.
Tesla сообщила о планах по выпуску ИИ-ускорителей SI и Dojo 3 21 ч.
YMTC хочет выпускать передовую NAND почти без западных технологий — 70 % оборудования на новом заводе будет китайским 22 ч.