Ученые Сколтеха создали универсальный логический вентиль

Исследователи из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) и Университета Вупперталя в Германии совершили значительный прорыв в области оптических вычислений. Под руководством вице-президента по фотонике Сколтеха Павлоса Лагудакиса команда ученых разработала универсальный логический элемент NOR, работающий на основе поляритонных конденсатов при комнатной температуре.

Новый логический вентиль обладает рядом уникальных характеристик, которые делают его революционным для компьютерных технологий. Он полностью оптический, что означает отсутствие необходимости в электрическом токе для его работы. Более того, устройство способно функционировать в сотни раз быстрее своих электронных аналогов, открывая новые горизонты для скорости вычислений.

Ключевое преимущество разработанного вентиля заключается в его универсальности и способности к каскадированию. Это означает, что на его основе можно создавать любые типы логических элементов, необходимых для оптических микросхем, и объединять их в сложные вычислительные цепи. Денис Санников, первый автор исследования, подчеркнул, что данное достижение открывает путь к созданию полностью оптического вычислителя, способного преодолеть ограничения современных электронных процессоров.

Инновационный подход ученых Сколтеха заключается в использовании «жидкого света» — поляритонных конденсатов, способных усиливать слабые оптические сигналы в десятки тысяч раз. Эта технология позволила решить давнюю проблему создания полностью оптических логических элементов, а именно — возможность отключения оптического сигнала с помощью света, что необходимо для выполнения логических операций.

Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Nature Communications, не только демонстрируют технологический прорыв, но и приближают научное сообщество к реализации давней мечты о создании оптических компьютеров. Такие устройства смогут работать на частотах до 1 ТГц, что примерно в 300 раз быстрее современных электронных систем, открывая новые возможности для развития вычислительных технологий и их применения в различных областях науки и техники.