Най-бързите логически порти биха могли да направят компютрите милиони пъти по-бързи

Сподели

Логическите порти са основните градивни елементи на компютрите и изследователи от университета в Рочестър вече са разработили най-бързите, създавани някога. Чрез превключване на графен и злато с лазерни импулси, новите логически порти са милиони пъти по-бързи от тези в съществуващите компютри, демонстрирайки жизнеспособността на „лектрониката на светлинните вълни“.

Логическите порти приемат два входа, сравняват ги и след това извеждат сигнал въз основа на резултата. Те могат например да изведат 1, ако и двата входящи сигнала са 1 или 0, или ако един или нито един от тях е 1, наред с другите „правила“. Милиарди индивидуални логически порти са натъпкани в чипове за създаване на процесори, памет и други електронни компоненти.

Логическите порти обаче не работят мигновено – има забавяне от порядъка на наносекунди, докато обработват входовете. Това е достатъчно бързо за съвременните компютри, но винаги има място за подобрение. И сега новите логически порти на екипа на Рочестър ги издухват от водата, обработвайки информация само за фемтосекунди, които са милион пъти по-кратки от наносекунди.

За да достигне тези екстремни скорости, екипът направи кръстовища, състоящи се от графенова тел, свързваща два златни електрода. Когато графенът беше запушен със синхронизирани двойки лазерни импулси, електроните в материала бяха възбудени, изпращайки ги към един от електродите, генерирайки електрически ток.

Чрез регулиране на фазата на лазерните импулси, екипът успя да генерира взрив от един от двата типа носители на заряд, които или ще се сумират, или се компенсират взаимно – първият може да се счита за 1 изход, а вторият за 0 Крайният резултат е ултрабърз логически порт, отбелязващ първото доказателство за концепцията на все още теоретична област, известна като електроника на светлинните вълни.

„Вероятно ще мине много време, преди тази техника да може да се използва в компютърен чип, но поне сега знаем, че електрониката на светлинните вълни е практически възможна“, каза Тобиас Булаки, водещ изследовател на изследването.

Ако тези видове електронни устройства с леки вълни някога излязат на пазара, те биха могли да бъдат милиони пъти по-бързи от днешните компютри. В момента измерваме скоростите на обработка в гигахерци (GHz), но тези нови логически порти функционират в скалата на петахерци (PHz). Предишни проучвания определят това като абсолютна квантова граница на това колко бързи могат да бъдат базирани на светлина компютърни системи.

Изследването е публикувано в списанието природата.

Източник: Университет на Рочестър



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели