Лазерная бомбардировка электродов ускоряет вычислительные процессы в 1 миллион раз

Лазерная бомбардировка электродов ускоряет вычислительные процессы в 1 миллион раз

Группа исследователей из университетов Рочестера и Эрлангена сделала шаг к сверхбыстрым вычислительным операциям. Ученые построили самый быстрый в мире логический вентиль, используя синхронизированные лазерные импульсы. Они обрабатывают информацию за фемтосекунды, то есть в миллион раз быстрее, чем за наносекунды. Если этот тип световой электроники когда-либо будет использоваться в компьютерах, он может обеспечить скорость обработки в петагерцовом диапазоне, пишет Университет Рочестера в своем пресс-релизе. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Лазерный выстрел из графена и золота

Логические элементы составляют основу схем процессора. Они объединены в интегральные схемы. Система принимает два двоичных входа и может обрабатывать их в двоичный выход с помощью логических операторов. До сих пор это достигалось с помощью значений электрического напряжения в транзисторах. Здесь возникают задержки в наносекундном диапазоне. Университетская команда рассчитала эти операции, запуская синхронизированные лазерные импульсы на графеновом и золотом электродах.
Провод соединял два золотых электрода. Когда световые импульсы попадают на материал, они стимулируют электроды волнообразно двигаться к золотым электродам — создается импульс тока. В зависимости от того, где импульс попадает в конструкцию, волны распространяются по-разному. Создаются так называемые реальные и виртуальные носители заряда.
Импульс создает виртуальные носители заряда прямо рядом с золотым электродом. Логическая информация в виде 1 или 0 может быть присвоена в зависимости от того, генерируется тот или иной носитель заряда. Преимущество: задержка была минимизирована до фемтосекунд, т.е. миллионных долей наносекунды.

Фундаментальные исследования отмечают успехи технологий будущего

На первом этапе исследователи работают над световолновой электроникой для управления движением электродов с помощью лазерного излучения. Затем этот контроль следует использовать для разработки электронных схем. До сих пор сверхбыстрые удары током не могли быть обработаны. Но теперь ученым из Рочестера и Эрлангена удалось сделать реальными и виртуальными носителями заряда пригодные для использования и управлять ими независимо друг от друга. При увеличении они могут обеспечить обработку информации, приближающуюся к петагерцовому пределу. Это означает обработку одного квадриллиона арифметических операций в секунду.
Таким образом ученые доказали, что обработка возможна: теоретическая конструкция электроники световых волн работает.

Andrey Ku
Оцените автора
Безопасник
Добавить комментарий

Adblock
detector