Ученые приблизили эру оптических вычислений

На протяжении последних лет исследователи добились значительного прогресса в разработке фотонных чипов – устройств, которые используют лучи света вместо электронов для выполнения вычислительных задач.

🕛 25.11.2011, 14:30

Ученые из Массачусетского технологического института (МТИ) заявили о приближении к эре оптических вычислительных машин благодаря новой разработке. Им удалось создать фотонные микросхемы с использованием стандартных кремниевых материалов, которые лежат в основе современной электроники.

Во многих современных коммуникационных системах данные передаются фотонами, которые проходят по оптоволоконным линиям связи. Когда сигнал достигает пункта назначения, он преобразуется в электронную форму и уже только после этого обрабатывается в традиционных кремниевых чипах. Далее проходит обратный процесс конвертации электрического сигнала в световой с использованием лазера. Новое устройство, созданное в МТИ, позволяет проводить необходимые вычисления без необходимости преобразования оптических сигналов в электронную форму. То есть световой пучок обрабатывается непосредственно в кремниевой микросхеме.

Новый компонент назвали «диодом для света» («diode for light»), отметила профессор МТИ Кэролайн Росс (Caroline Ross). Она является соавтором соответствующей публикации, описывающей новое устройство, которая вышла в свет 13 ноября в журнале Nature Photonics. Это аналог электронного диода, устройства, позволяющего току проходить только в одном направлении. В случае с «диодом для света» вместо тока регулируется поток света. В настоящее время так называемый изолятор выполняет ту же функцию, но в отличие от него, новое устройство позволяет реализовать эту функцию в том же самом чипе, который выполняет и другие задачи по обработке сигналов.

Для разработки «диода для света» исследователям пришлось подыскивать материал, который был бы одновременно и прозрачным и магнетическим. Такие характеристики в одном материале встречаются крайне редко. Подходящей оказалась одна из форм граната. При этом ученые уверяют, что для создания устройства можно использовать стандартное оборудование из отрасли микрочипов.

Одним из достижений работы также является разработка первого в отрасли эффективного метода выращивания гранатовых структур на кремниевой подложке. «Диод для света» может использоваться для существенного повышения быстродействия оптических коммуникационных систем.