Ett team av forskare vid NTT Corporation har utvecklat ett sätt att använda ljusbaserad datorhårdvara som gör att den kan konkurrera med kisel. I deras tidning publicerad i tidningen Nature Photonics , gruppen beskriver sin forskning, enheterna de skapade och hur bra de fungerade.

Datavetare har sedan en tid tillbaka vetat att eran av ökad datorhastighet genom att modifiera kiselbaserade datordelar närmar sig sitt slut. För detta ändamål, många har vänt sig till kvantberäkning som sättet att snabba upp datorer – men hittills, sådana ansträngningar har inte lett till användbara maskiner och det finns ingen garanti för att de någonsin kommer att göra det. På grund av det, andra i datorbranschen letar efter andra alternativ, som att använda ljus för att flytta runt data inuti datorer istället för elektroner. För närvarande, ljus används i allmänhet bara för att transportera data långa sträckor. I denna nya insats, forskarna rapporterar att de har utvecklat datorenheter baserade delvis på ljus som presterade lika bra som elektronbaserad hårdvara.

Tanken på att endast använda ljus som datamedium i datorhårdvara är fortfarande långt borta – istället, ingenjörer fokuserar på att använda ljus i områden där det verkar möjligt och elektroner överallt annars. På grund av det måste datorenheter kunna konvertera mellan de två medierna, ett problem som hittills har hindrat sådana enheter från att byggas. Tidigare ansträngningar har krävt för mycket kraft för att vara genomförbara och omvandlingsprocessen har varit för långsam. För att komma runt båda problemen, forskarna utvecklade en ny sorts fotonisk kristall som kunde sprida ljus på ett sätt som gjorde att det kunde följa en utsedd väg vid behov och även absorberas när det behövs för att användas för att generera ström. Kristallen kunde också arbeta omvänt.

Forskarna rapporterar att de kunde skapa elektriska till optiska enheter också var optiska till elektriska enheter. De använde sedan enheterna de byggde för att göra en elektrooptisk modulator som körde på 40 Gbps och använde bara 42 attojoule per bit. De byggde också en fotomottagare som körde på 10 Gbps, vilket de noterar, behövde ingen förstärkare. Nästa, teamet kombinerade de två enheterna för att skapa en transistor.

Arbetet som gjorts av teamet visar att det är möjligt att bygga hybrida elektrooptiska enheter som kan konkurrera med kiselbaserade enheter, och kanske snart, omköra dem.

© 2019 Science X Network