Na czele zespołu zajmującego się tą sprawą stanął Yi Zhang z Uniwersytetu Aalto, który wraz ze współpracownikami stworzył optyczne bramki logiczne wykonujące swoje zadania za pomocą światła. O tym, jak dokładnie działa ich koncepcja możemy przeczytać na łamach Science Advances.
Czytaj też: Tlenki jako podstawa komputerów przyszłości. Naukowcy wskazali obiecującą podstawę dla układów optycznych
Jak wyjaśnia Zhang, nowe bramki mogą powstawać na bazie pojedynczej warstwy kryształów dwusiarczku molibdenu o grubości 0,65 nanometra. Do ich tworzenia wykorzystuje się dostępne już techniki, a produkt końcowy może być niewielkich rozmiarów i zdolny do wykonywania szeregu zadań.
Tylko po co to wszystko? Chodzi o potencjalne przyspieszenie obliczeń, ponieważ fotony poruszają się szybciej niż elektrony w obwodzie. Poza tym, jako że nie napotykają oporu, to i zużycie energii jest niższe.
Światło wykorzystywane do funkcjonowania bramek logicznych może obniżyć zużycie energii i przyspieszyć obliczenia
Światło spolaryzowane kołowo charakteryzuje się tym, że fala obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub odwrotnie. I w taki właśnie sposób bity są reprezentowane w opisywanym komputerze. W innych, powszechnie stosowanych, bity składają się natomiast z dodatnich bądź ujemnych ładunków o wartościach wynoszących 0 lub 1.
Zhang i pozostali naukowcy wykonali bramki logiczne z materiałów krystalicznych wrażliwych na kierunek spinu spolaryzowanych wiązek światła. Można jednak zaprojektować bramki tak, aby naśladować tradycyjnie stosowane. Bramki optyczne stworzone przez autorów badań, nazwane XNOR, NOR, AND, XOR, OR i NAND, wykonują różne operacje na danych. Te mogą być prowadzone na danych równolegle, a nie szeregowo, potencjalnie zwiększając szybkość i wydajność.
Czytaj też: Stany związane przetrwają nawet w chaosie. Odkrycia dokonano dzięki procesorowi kwantowemu
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to bramki logiczne tworzone w ramach dalszych projektów mogłyby być wykorzystane do stworzenia albo hybrydowych komputerów klasycznych i kwantowych, albo do uzyskania optycznych kwantowych bramek logicznych. Według Zhanga największą zaletą jest wysoka szybkość układów optycznych w stosunku do tradycyjnych układów scalonych.
