Forskare vid Aalto-universitetet har utvecklat ljusbaserade optiska logiska grindar.Kiral
Logiska grindar är de grundläggande delarna av digitalaschema. Varje sådant element utför en logisk operation. Traditionellt är de elektroniska kretsar som fungerar på grund av rörelsen av motsvarande partiklar. I en artikel publicerad i tidskriften Science Advances använde forskare vid ett finskt universitet kristallina material för att bygga ljusbaserade logiska grindar.
Det nya tillvägagångssättet som forskarna föreslagit,använder ljus som ett alternativ till elektroner. Kristallina material är känsliga för riktningen hos en cirkulärt polariserad ljusstråle. Med andra ord beror ljuset som sänds ut av kristallen på riktningen för ingångsstrålarna.
Den logiska optiska grinden är gjord av ett material som emitterar ljus med olika cirkulär polarisation beroende på kiraliteten hos ingångsstrålarna. Bild: Yi Zhang / Aalto University
Genom att använda denna funktion hos kristaller,forskare skapade XNOR-porten. Detta är ett logiskt element som fungerar som komplementet till XOR-porten. Alla andra logiska grindar kan skapas med hjälp av ljusfilter eller andra optiska komponenter, säger författarna till utvecklingen.
I en serie experiment har fysiker visat deten optisk anordning baserad på sådana chips kan innehålla alla logiska element som kan arbeta i serie eller parallellt. Samtidigt kan befintliga elektroniska ventiler endast fungera i sekventiellt läge.
Samtidiga parallella portarkan användas för att bygga komplexa multifunktionella logiska kretsar, säger författarna. Dessutom påskyndar den nya metoden beräkningsprocessen avsevärt. Forskare uppskattar att optiska logiska grindar fungerar ungefär en miljon gånger snabbare än traditionella motsvarigheter. Forskarna tror att optisk teknologi baserad på ljusets kiralitet (vridning) kan bli grunden för nästa generations datorer.
Läs mer:
Finns vetenskap under extrema förhållanden? Vi svarar i siffror
"The Walking Dead" fanns för miljoner år sedan: forskare berättade hur de såg ut
Mystiska inskriptioner hittades på ett gammalt manuskript: de gjordes utan bläck