سرعات معالجة الكمبيوتر فائقة السرعة ممكنة مع البوابات المنطقية الضوئية التي تعمل أسرع بنحو مليون مرة من التقنيات الحالية.

تعمل أجهزة المعالجة القائمة على الضوء المستقطب أسرع بمليون مرة من التكنولوجيا الحالية.

البوابات المنطقية هي اللبنات الأساسية لبناء معالجات الكمبيوتر. البوابات المنطقية التقليدية إلكترونية ، وتعمل عن طريق الخلط حول الإلكترونات. ومع ذلك ، فقد طور الباحثون بوابات منطقية ضوئية قائمة على الضوء لتلبية متطلبات معالجة البيانات ونقلها من حوسبة الجيل التالي. طور علماء جامعة آلتو بوابات منطقية بصرية جديدة تعمل بشكل أسرع بنحو مليون مرة من التقنيات الحالية ، مما يوفر سرعات معالجة فائقة السرعة.

تتكون البوابة المنطقية للشرقية الضوئية من مادة تُصدر أضواءًا ذات استقطاب دائري مختلف اعتمادًا على تماثل الحزم الداخلة. الائتمان: يي تشانغ / جامعة آلتو

هذا النهج الجديد الذي تم وصفه في ورقة بحثية نشرت في المجلة تقدم العلم، يستخدم ضوء مستقطب دائريًا كإشارة دخل. تصنع البوابات المنطقية من مواد بلورية حساسة لتأثير شعاع ضوئي مستقطب دائريًا – أي أن الضوء المنبعث من البلورة يعتمد على سيطرة الحزم المدخلة. يعمل هذا بمثابة اللبنة الأساسية لنوع واحد من البوابات المنطقية (XNOR) ، ويتم إنشاء الأنواع المتبقية من البوابات المنطقية عن طريق إضافة عوامل تصفية أو مكونات بصرية أخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، أظهر الفريق أن جهازًا واحدًا يمكن أن يحتوي على جميع بواباتهم المنطقية chirality التي تعمل في نفس الوقت بالتوازي. يعد هذا تقدمًا كبيرًا على البوابات المنطقية الحالية ، والتي يمكنها فقط تنفيذ عملية منطقية واحدة في كل مرة. يمكن استخدام البوابات المنطقية المتوازية المتزامنة لبناء دوائر منطقية معقدة ومتعددة الوظائف. أخيرًا ، أظهر الفريق أنه يمكن التحكم في البوابة المنطقية chirality وتهيئتها إلكترونيًا ، وهي خطوة ضرورية للحوسبة الكهربائية / الضوئية الهجينة.


المرجع: « بوابات منطقية تشيراليتي » بقلم يي تشانغ ، يادونغ وانغ ، يونيون داي ، شيويهين باي ، Xuerong Hu ، Luojun Du ، Hai Hu ، Xiaoxia Yang ، Diao Li ، Qing Dai ، Tawfique Hasan و Zhipei Sun ، 9 ديسمبر 2022 ، تقدم العلم.
DOI: 10.1126 / sciadv.abq8246