Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Άαλτο ανέπτυξαν οπτικές λογικές πύλες με βάση το φως. Χιράλ
Οι λογικές πύλες είναι τα βασικά στοιχεία του ψηφιακούσχέδιο. Κάθε τέτοιο στοιχείο εκτελεί μία λογική πράξη. Παραδοσιακά, είναι ηλεκτρονικά κυκλώματα που λειτουργούν λόγω της κίνησης των αντίστοιχων σωματιδίων. Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, επιστήμονες σε ένα φινλανδικό πανεπιστήμιο χρησιμοποίησαν κρυσταλλικά υλικά για να κατασκευάσουν λογικές πύλες με βάση το φως.
Η νέα προσέγγιση που προτείνουν οι ερευνητές,χρησιμοποιεί το φως ως εναλλακτική λύση στα ηλεκτρόνια. Τα κρυσταλλικά υλικά είναι ευαίσθητα στην κατευθυντικότητα μιας κυκλικά πολωμένης δέσμης φωτός. Με άλλα λόγια, το φως που εκπέμπεται από τον κρύσταλλο εξαρτάται από την κατεύθυνση των ακτίνων εισόδου.
Η λογική οπτική πύλη είναι κατασκευασμένη από υλικό που εκπέμπει φως με διαφορετική κυκλική πόλωση ανάλογα με τη χειρομορφία των δεσμών εισόδου. Εικόνα: Yi Zhang / Πανεπιστήμιο Aalto
Χρησιμοποιώντας αυτό το χαρακτηριστικό των κρυστάλλων,οι ερευνητές δημιούργησαν την πύλη XNOR. Αυτό είναι ένα λογικό στοιχείο που χρησιμεύει ως συμπλήρωμα της πύλης XOR. Όλες οι άλλες λογικές πύλες μπορούν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας φίλτρα φωτός ή άλλα οπτικά στοιχεία, λένε οι συντάκτες της ανάπτυξης.
Σε μια σειρά πειραμάτων, οι φυσικοί το έχουν δείξειμια οπτική συσκευή που βασίζεται σε τέτοια τσιπ μπορεί να περιέχει όλα τα λογικά στοιχεία που μπορούν να λειτουργούν σε σειρά ή παράλληλα. Ταυτόχρονα, οι υπάρχουσες ηλεκτρονικές βαλβίδες μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε διαδοχική λειτουργία.
Ταυτόχρονες Παράλληλες Πύλεςμπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πολύπλοκων πολυλειτουργικών λογικών κυκλωμάτων, λένε οι συγγραφείς. Επιπλέον, η νέα προσέγγιση επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία υπολογισμού. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι οι οπτικές λογικές πύλες λειτουργούν περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο γρήγορα από τις παραδοσιακές αντίστοιχες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι οπτικές τεχνολογίες που βασίζονται στη χειραλικότητα (στρίψιμο) του φωτός μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για την επόμενη γενιά υπολογιστών.
Διαβάστε περισσότερα:
Υπάρχει επιστήμη σε ακραίες συνθήκες; Απαντάμε με αριθμούς
Το "The Walking Dead" υπήρχε πριν από εκατομμύρια χρόνια: οι επιστήμονες είπαν πώς εμφανίστηκαν
Μυστηριώδεις επιγραφές που βρέθηκαν σε αρχαίο χειρόγραφο: έγιναν χωρίς μελάνι