Вчені з Університету Аалто розробили оптичні логічні вентилі на основі світла. Хіральні
Логічні вентилі - це базові елементи цифрової.схеми. Кожен такий елемент виконує одну логічну операцію. Традиційно вони є електронні схеми, які працюють за рахунок руху відповідних частинок. У роботі, опублікованій у журналі Science Advances, вчені з фінського університету використовували кристалічні матеріали, щоб побудувати логічні елементи, що працюють на світлі.
Новий підхід, запропоновані дослідниками,використовує як альтернативу електронам світло. Кристалічні матеріали чутливі до спрямованості світлового променя із круговою поляризацією. Іншими словами, світло, що випромінюється кристалом, залежить від спрямованості вхідних променів.
Логічний оптичний вентиль виготовлений із матеріалу, що випромінює світло з різною круговою поляризацією залежно від хіральності вхідних променів. Зображення: Yi Zhang / Aalto University
Використовуючи цю особливість кристалів,дослідники створили вентиль XNOR. Це логічний елемент, який служить доповненням вентиля «що виключає АБО». Решту логічних вентилів можна створити за допомогою світлових фільтрів або інших оптичних компонентів, кажуть автори розробки.
У серії експериментів фізики показали, що однеоптичний пристрій на основі таких кристалів може містити всі логічні елементи, які можуть послідовно працювати або паралельно. При цьому існуючі електронні вентилі можуть працювати лише у послідовному режимі.
Одночасні паралельні логічні елементиможуть використовуватися для побудови складних функціональних логічних схем, кажуть автори роботи. З іншого боку, новий підхід значно прискорює процес обчислення. За оцінками вчених оптичні логічні вентилі працюють приблизно в мільйон разів швидше за традиційні аналоги. Дослідники вважають, що оптичні технології, засновані на хіральності (закрученості) світла, можуть стати основою для наступного покоління комп'ютерів.
Читати далі:
Чи існує наука в екстремальних умовах? Відповідаємо у цифрах
«Ходячі мерці» існували мільйони років тому: вчені розповіли, як вони з'явилися
На стародавньому рукописі знайдено таємничі написи: їх зробили без чорнила