Ученые: нанорасщепитель света поможет создать сверхбыстрые компьютеры

Ученые: нанорасщепитель света поможет создать сверхбыстрые компьютеры

Американские нанотехнологи создали наноустройство, позволяющее расщепить луч света на две половины, чье появление является большим шагом на пути к созданию световых компьютеров, в которых роль переносчика информации будут играть фотоны, а не электроны.

Международный коллектив нанотехнологов создал миниатюрный расщепитель луча света, чье появление является большим шагом на пути к созданию световых компьютеров, в которых роль переносчика информации будут играть фотоны, а не электроны, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

«Свет является самым быстрым способом для передачи информации, но его фотоны сейчас приходится преобразовать в электроны в тот момент, когда данные попадают в ваш ноутбук при его подключении к оптоволоконной розетке. Этот процесс далеко не бесплатный и он замедляет передачу информации. Если мы сможем перенести все на световой уровень, компьютеры ускорятся в миллионы раз», — заявил Раджеш Менон (Rajesh Menon) из университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США).

Как объясняют Менон и его коллеги, для перехода к «световым вычислениям» необходимо несколько важнейших ключевых технологий — световой аналог транзистора, способный избирательно пропускать или задерживать фотоны, а так же расщепитель, способный разбивать луч на две части и удалять ненужные компоненты света.

Прототипы таких приборов уже существуют, однако у всех них есть большая проблема – по своим размерам они напоминают гигантские по современным меркам транзисторы 60 годов прошлого века, когда человечество делало только первые шаги в «компьютерный век». Миниатюризация подобных расщепителей и транзисторов, как показала практика, является крайне нетривиальной задачей.

Группа Менона сделала большой шаг в этом направлении, создав расщепитель луча света размерами всего 2,4 на 2,4 микрона (миллионных долей метра), что очень близко к физическим пределам для изготовления подобных приборов.

Подобные расщепители можно изготовлять из кремния при помощи уже существующих литографических технологий, применяющихся при изготовлении обычных компьютерных чипов. Это заметно упростит интеграцию подобных структур в разрабатываемые сегодня гибридные световые вычислители, в которых часть операций будет исполняться в электронном виде. По оценкам Менона, первые подобные чипы появятся примерно через три года.
Помимо высокой скорости вычислений, у световых компьютеров есть еще одно важное преимущество – такие вычислительные приборы будут потреблять заметно меньше энергии, чем классические полупроводниковые чипы. Благодаря этому «световые» ноутбуки и смартфоны проработают заметно дольше, чем их электронные аналоги.