Ученые создали энергоэффективный оптический переключатель, который может работать со скоростью 1 триллион операций в секунду. Его можно использовать вместо транзисторов в компьютерах нового поколения.
Большинству применяемых сегодня транзисторов для переключения требуется множество электронов, соответственно энергии. Существуют и модели, работающие от одиночных электронов, но они не могут похвастаться высокой производительностью. При этом все транзисторы требуют громоздких систем охлаждения, также потребляющих энергию.
Теперь международная группа во главе с исследователями из Сколтеха и IBM разработала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, для работы которого достаточно всего лишь одного фотона. Помимо передачи сигналов между различными устройствами, он также может выполнять функцию усилителя и увеличивать интенсивность входящего светового луча до 23 тыс. раз.
В устройстве используются два лазера, которые переключаются между состояниями «0» или «1». Система управляется другим очень слабым лазерным лучом с помощью всего нескольких фотонов. Операции с мельчайшей физической единицей света требуют минимального объема энергии, что положительно отражается на энергопотреблении устройства.
Переключение происходит внутри микрополости, построенной таким образом, чтобы удерживать входящий свет внутри как можно дольше, способствуя его взаимодействию с полупроводниковым материалом, из которого она изготовлена. При этом образуются короткоживущие квазичастицы экситон-поляритоны. Когда луч одного из двух основных лазеров (более яркого) попадает на них, то создает тысячи копий таких же квазичастиц, образуя конденсат Бозе-Эйнштейна, который кодирует базовые логические состояния «0» и «1».
Для переключения между ними используется небольшой лазерный импульс, способствующий образования конденсата, что повышает эффективность преобразования энергии при накачке, увеличению количества копий квазичастиц и переходу к «1». Такая система может совершать до 1 триллиона преобразований в секунду, что 100–1000 раз выше показателей передовых коммерческих транзисторов.
Параллельно ученые используют согласованные колебания молекул полупроводникового полимера, контрольного лазера и схему детектирования, а также оптимизацию длины волны лазеров для предотвращения поглощения избыточной энергии в микрорезонаторе и снижения энергопотребления устройства.
По словам команды исследователей, комбинация таких переключателей с усилителями, вентилями и волноводами может в итоге привести к появлению оптического компьютера, в основе работы которого будет лежать свет, а не электрический ток. Они даже могут быть мобильными, поскольку в прошлом году физики успешно перенесли свет, хранящийся в устройстве квантовой памяти.
С ростом цен все больше россиян интересуются биткоином. Но всемирное увлечение этим криптоактивом также привело…
В наше время криптовалюты стали неотъемлемой частью мировой экономики и финансов. Они предоставляют уникальные возможности…
Виталий Бутерин, основатель Ethereum, имеет тесные связи с Wanxiang Group, китайской компанией, зависящей от правительства…
Обмен юсдт (Tether TRC20 USDT) на российские рубли (RUB) на карты РФ - это процесс…
Каждый посетитель интернет-казино жаждет получить крупный выигрыш с наименьшими рисками. Для такой игры лучше всего…
Появление криптовалюты произвело революцию в цифровых активах, позволив частным лицам безопасно и легко обмениваться ценностями…
Bitcoin и другая криптовалюта всегда вызывала противоречивые мнения у разных участников финансового сектора. Не исключением…
Рынок финансовых услуг России стабильно развивается. Каждый день компании предлагают новые программы финансирования для потенциальных…
Кэш-память является одним из ключевых компонентов процессора, который играет важную роль в оптимизации производительности ноутбука…
Для того чтобы стать успешным и востребованным риэлтором, нужно хорошо разбираться в объектах недвижимости и…
По данным Организации Объединенных Наций, пандемия и связанная с ней нестабильная экономика приводят к росту…
В последнее время банки активно предлагают различные программы финансирования граждан. Одним из удобных и технологичных…
Доверенный торговый счет – это соглашение между трейдером и инвестором, в результате которого трейдер торгует…
Рейтинг лучших ботов для торговли криптовалютой на бирже может меняться со временем и зависит от…
Криптовалюты уже давно стали отличным вариантом заработка. Волатильность рынка позволяет получать хороший доход. Поэтому трейдеры…
В наше время деньги нужны всем и всегда. Но иногда бывают ситуации, когда они нужны…
Aptos - это блокчейн L1, который стремится стать самым безопасным и масштабируемым блокчейном в истории.…
Ethereum является одной из самых перспективных криптовалют и в ближайшем будущем может отнять трон у…
Дефи криптовалюта - это новый вид валюты, которая появилась на рынке в последние годы. Она…
Ноутбуки 2-в-1, также известные как конвертируемые ноутбуки — эти устройства давно стали отдельным сегментом в…
Найбільша криптовалютна біржа Європи з українським корінням — WhiteBIT — створила спеціальні умови для залучення…