Так, созданный немецкими и российскими учеными базовый вычислительный блок фотонного компьютера на базе «жидкого света» способен работать на частоте порядка 240 ГГц при комнатной температуре.
Это значительно ускорит разработку систем, которые на порядки превосходят классические компьютеры по скорости.
«Мы описали эффект биомолекулярного гашения, который важно учитывать при расчетах, поскольку он ограничивает максимальную тактовую частоту поляритонного устройства», — пояснил один из разработчиков, аспирант «Сколтеха» Михаил Миско.
Ноу-хау заключается в «жидком свете», который есть не что иное как набор из так называемых экситон-поляритонов — квазичастиц, представляющих собой комбинацию из электрона и «дырки», положительного заряда, а также электрона и частицы света.
Ученые совместно создали первые поляритонные транзисторы, способные работать при комнатной температуре на частотах, в сотни раз превышающих эту характеристику для их электронных аналогов. И коллеги использовали эти транзисторы для создания полностью оптического устройства, способного исполнять логическую операцию ИЛИ-НЕ (NOR), на базе которой можно реализовать все остальные логические операции, что позволяет создавать на ее базе универсальные вычислительные системы.
Данный успех заставил российских и зарубежных ученых всесторонне изучить на уровне теории то, как будут работать подобные устройства при комнатной температуре и какой производительности они могут достигнуть с учетом всех физических ограничений. Для этого ученые просчитали то, как быстро могут переключаться поляритонные транзисторы при взаимодействиях с лазерными импульсами и какие помехи при этом могут возникать.
Эти расчеты показали, что логические вентили на базе поляритонных транзисторов можно «разогнать» до частоты в 240 ГГц при использовании достаточно коротких импульсов накачки, что на несколько порядков выше типичной скорости работы обычных полупроводниковых компьютеров. В перспективе это позволит создать полностью оптические вычислительные устройства, способные обрабатывать информацию в сотни раз быстрее, чем это делают классические компьютеры.
Photo by Mykyta Maslov / Berliner Telegraph