Wissenschaftler der Aalto-Universität haben lichtbasierte optische Logikgatter entwickelt. Chiral
Logikgatter sind die Grundelemente der Digitaltechnikplanen. Jedes solche Element führt eine logische Operation durch. Traditionell handelt es sich um elektronische Schaltungen, die aufgrund der Bewegung der entsprechenden Teilchen funktionieren. In einem in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichten Artikel verwendeten Wissenschaftler einer finnischen Universität kristalline Materialien, um lichtbasierte Logikgatter zu bauen.
Der von den Forschern vorgeschlagene neue Ansatzverwendet Licht als Alternative zu Elektronen. Kristalline Materialien reagieren empfindlich auf die Richtung eines zirkular polarisierten Lichtstrahls. Mit anderen Worten, das vom Kristall emittierte Licht hängt von der Richtung der Eingangsstrahlen ab.
Das logische optische Gatter besteht aus einem Material, das je nach Chiralität der Eingangsstrahlen Licht mit unterschiedlicher zirkularer Polarisation emittiert. Bild: Yi Zhang / Aalto-Universität
Mit dieser Eigenschaft von Kristallen,Forscher schufen das XNOR-Gatter. Dies ist ein logisches Element, das als Ergänzung des XOR-Gatters dient. Alle anderen Logikgatter lassen sich mit Lichtfiltern oder anderen optischen Komponenten realisieren, sagen die Autoren der Entwicklung.
Das haben Physiker in einer Reihe von Experimenten gezeigtein auf solchen Chips basierendes optisches Gerät kann alle Logikelemente enthalten, die in Reihe oder parallel arbeiten können. Gleichzeitig können bestehende elektronische Ventile nur im sequentiellen Modus arbeiten.
Gleichzeitige parallele Torekönnen zum Aufbau komplexer multifunktionaler Logikschaltungen verwendet werden, sagen die Autoren. Darüber hinaus beschleunigt der neue Ansatz den Berechnungsprozess erheblich. Wissenschaftler schätzen, dass optische Logikgatter etwa eine Million Mal schneller arbeiten als herkömmliche Gegenstücke. Die Forscher glauben, dass optische Technologien, die auf der Chiralität (Verdrillung) von Licht basieren, die Grundlage für die nächste Generation von Computern werden können.
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