Российские и немецкие ученые раскрыли потенциал фотонных компьютеров с частотой 240 ГГц

Исследователи из России и Германии объявили о важном достижении в области фотонных вычислений. Им удалось создать базовый вычислительный блок фотонного компьютера, использующий так называемый "жидкий свет". Этот блок способен работать на частоте порядка 240 ГГц при комнатной температуре. Ожидается, что это открытие ускорит разработку новых систем, которые значительно превзойдут классические компьютеры по скорости работы. Об этом сообщили в пресс-службе "Сколтеха" (входит в группу ВЭБ. РФ), уточнив, что данное исследование поможет ускорить создание более мощных вычислительных систем.

В своей новой работе ученые определили, что скорость работы их логического вентиля может достигать 240 ГГц. Это стало возможным благодаря детальному изучению эффекта биомолекулярного гашения, который, как объяснил аспирант "Сколтеха" Михаил Миско, ограничивает максимальную тактовую частоту поляритонного устройства. Он отметил, что этот эффект крайне важен при расчетах, поскольку без учета этих факторов невозможно точно прогнозировать поведение устройства при различных частотах.

Михаил Миско и его коллеги под руководством профессора Павлоса Лагудакиса уже несколько лет разрабатывают системы, которые позволяют управлять поведением "жидкого света". Этот инновационный материал представляет собой комбинацию из экситон-поляритонов — квазичастиц, которые включают в себя электроны и "дырки" (положительные заряды), а также частицы света. На основе таких поляритонов ученые создали поляритонные транзисторы, которые способны работать при комнатной температуре и на частотах, значительно превосходящих характеристики традиционных электронных аналогов.

Этот прорыв позволил ученым разработать полностью оптическое устройство, которое способно исполнять логическую операцию ИЛИ-НЕ (NOR). Данная операция является базовой для реализации всех остальных логических операций, что открывает возможности для создания универсальных вычислительных систем. В будущем, с учетом достигнутых результатов, ученые планируют создать устройства, которые будут обрабатывать информацию в сотни раз быстрее, чем классические компьютеры, благодаря использованию поляритонных транзисторов.

Для того чтобы понять, как будут работать такие устройства при комнатной температуре, ученые тщательно исследовали теоретическую составляющую проекта, включая возможные помехи при взаимодействии поляритонных транзисторов с лазерными импульсами. Результаты расчетов показали, что такие устройства могут работать на частотах до 240 ГГц, что в несколько раз превышает показатели для традиционных полупроводниковых компьютеров. Это открытие значительно расширяет возможности для создания новых поколений высокоскоростных вычислительных машин.