Ученые совершили прорыв в создании оптических компьютеров // 27 Января 2013

Ученые из Массачусетского технологического института сообщили, что им удалось создать недостающее звено в создании оптических вычислительных элементов на базе кремниевых микросхем. Открытие американских ученых заключается в создании так называемого «диода для света», который проводит световой поток только в одном направлении. Предполагается, что этот недостающий элемент позволит формировать фотонные вычислительные цепи прямо на традиционных кремниевых чипах, которые используются в компьютерах и другой технике.

По сравнению с обычным электронным диодом новый «оптический диод» действует практически так же, только обеспечивает однонаправленное пропускание света, а не электрического тока. Это означает, что паразитные отражения в схеме не смогут дестабилизировать работу лазеров, используемых для генерации оптического сигнала. Кроме того, избавление от паразитных отражений поможет повысить эффективность передачи светового потока с полезным сигналом.

На данный момент для подавления паразитных отражений в существующих оптических компьютерах применяется другой элемент под названием изолятор (isolator). Тем не менее, фотонный диод позволяет реализовать эту функцию внутри той же кремниевой микросхемы, которая занимается другими задачами обработки сигналов.

Фотонные диоды, созданные учеными из МТИ, изготавливаются из граната, который обычно очень трудно вырастить на кремниевой подложке микросхемы. Ученым давно известны свойства граната неодинаково проводить свет в разных направлениях, показывая разный индекс преломления в зависимости от направления луча. Несмотря на сложности в обращении с этим минералом, ученые смогли накрыть тонкой пленкой из кристаллов граната половину световодной петли, подключенной к каналу передачи оптического сигнала на микросхеме. В результате свет, идущий через микросхему, в одном направлении проходит свободно, а свет, идущий в обратном направлении, отклоняется в оптическую петлю.

Как сообщила профессор Кэролайн Росс (Caroline Ross), возглавляющая исследования, готовые решения на базе фотонных диодов вполне можно изготавливать на уже имеющихся технологических мощностях, что значительно приближает сроки серийного производства полностью оптических чипов. По словам профессора Росс, кремниевая подложка остается самой удобной и предпочтительной платформой для создания компьютеров, в том числе оптических. Благодаря этому открытию новую оптическую электронику, или «фотонику», можно будет создавать на уже действующих заводах с минимальным перевооружением предприятий.

По материалам сайтов Tech Crunch и Softpedia.