Scienziati russi, insieme a scienziati americani, hanno creato un "transistor" ottico che accelera tutti i calcoli di un fattore 1000
Un gruppo di scienziati internazionali, guidati da scienziati di Skoltech e ingegneri di IBM (USA), ha creato e testato con successo estremamente interruttore ottico ad alta efficienza energetica (controllo dei fotoni), che in futuro potrebbe sostituire i classici transistor elettronici nei nuovi computer ottici.
Allo stesso tempo, il nuovo switch non solo consente di risparmiare notevolmente energia, ma non richiede un raffreddamento aggiuntivo e fornisce prestazioni semplicemente senza precedenti.
Come hanno dimostrato i test, un transistor ottico può eseguire fino a un trilione di operazioni al secondo. Questo è, per un minuto, 1000 volte più veloce di qualsiasi moderno transistor commerciale.
Come funziona il nuovo "transistor" ottico
Come affermato dal primo autore della ricerca scientifica A. Zasedatelev, il dispositivo che hanno creato ha un'efficienza energetica quasi massima a causa del fatto che sono necessari solo pochi fotoni per attivarlo.
Poiché, in sostanza, un fotone è la più piccola particella di luce conosciuta al momento, infatti, gli scienziati si sono avvicinati al limite pratico dell'efficienza energetica.
Se confrontiamo i moderni transistor elettrici, la maggior parte di essi richiede dieci volte più energia. per eseguire la commutazione, e quelli che sono simili in efficienza al nuovo transistor ottico, funzionano essenzialmente Più lentamente.
Inoltre, il transistor ottico sviluppato dagli scienziati è in grado di funzionare perfettamente a temperatura ambiente, il che significa che non richiede sistemi di raffreddamento ingombranti.
Inoltre, l'interruttore sviluppato dagli scienziati è in grado di fungere da dispositivo di collegamento che trasferisce dati tra altri dispositivi sotto forma di segnali ottici.
Inoltre, il nuovo dispositivo può fungere da amplificatore, aumentando l'intensità del segnale in ingresso di quasi 23.000 volte.
Per il corretto funzionamento, il dispositivo utilizza due laser per impostare il suo stato a livello "0" o "1" e passare da uno stato all'altro.
Al momento, gli scienziati stanno lavorando per ridurre ulteriormente il consumo energetico complessivo del dispositivo, in cui il laser a pompa è attualmente il principale consumatore.
Quindi gli ingegneri prevedono di utilizzare materiali supercristallini di perovskite nelle nuove versioni del prodotto, che sono eccellenti per per questi scopi, poiché mostrano una forte interazione della luce con la materia e come, di conseguenza, esibiscono un tale effetto come superradiamento.
Gli scienziati sottolineano che il principio della commutazione ottica a singolo fotone sviluppato da loro è abbastanza capace estendere ad altri componenti ottici come porte logiche, amplificatori in cascata e eccetera.
Quindi il lavoro su tali componenti avvicina inevitabilmente gli scienziati alla creazione di un computer ottico perfettamente funzionante, in cui le manipolazioni saranno eseguite da fotoni, mostrando così un funzionamento ultra veloce con minimo consumo energetico.
Gli scienziati hanno condiviso i risultati del lavoro già svolto sulle pagine della rivista Nature.
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