Известно,
что современные компьютеры работают за счет движения электронов, что
обуславливает известные всем проблемы с кардинальным увеличением их
быстродействия. Именно поэтому ученые занимаются поисками альтернативных
вычислительных методов. Одним из таких перспективных направлений
развития вычислительной техники является развивающаяся область
оптико-квантовых вычислений. Согласно информации издательства "Chemical
& Engineering News" одной из групп ученых удалось немного
продвинуться вперед и реализовать простейшие логические схемы, используя
миниатюрные лазеры на специальных чипах, которые в перспективе могут
превратиться в полноценные оптические процессоры.
Оптические
компьютеры, согласно предварительным расчетам, могут быть в тысячи раз
быстрее, чем существующие электронные компьютеры, и во много раз более
эффективными с точки зрения потребления энергии. Но, из-за физических
свойств света устройства оптической логики имеют на сегодняшний день
недопустимо большие габариты, которые невозможно "запихнуть" в рамки
кристаллов микропроцессоров. Ученым из Калифорнийского университета в
Беркли удалось обойти некоторые ограничения, накладываемые физикой
света, благодаря тому, что они реализовали перемещение света не как
обычно, в виде фотонов, а за счет использования плазмонов.
В
элементах новых оптических схем свет от лазера распространяется вдоль
поверхности материала в виде волн плазмонов, облаков свободных
электронов, возникающих под воздействием света на поверхности некоторых
металлов. Плазмонные волны, созданные этим процессом, распространяются
более узкими лучами, нежели свет, и не теряют свою силу по мере
распространения. Ученые из Беркли построили свои оптические схемы так,
что они оказались в состоянии управлять интенсивностью плазмонного луча.
Лучи, имеющие различные уровни интенсивности, используются для
кодирования информации в привычном всем двоичном виде, в виде логических
0 и 1.
"Стоит особо отметить, что подобные лучи плазмонов уже
создавались другими учеными в более ранних исследованиях и
экспериментах. Но калифорнийским ученым удалось сделать то, чего раньше
не удавалось сделать никому - управлять интенсивностью плазмонных лучей"
- рассказывает Чих-Канг Ших (Chih-Kang Shih), эксперт и ученый-физик из
Техасского университета в Остине. - "Теперь им остается только
разработать технологию быстрого переключения интенсивности плазмонных
лучей и сделать их оптические схемы еще миниатюрней для того, что бы на
их основе можно было создавать первые оптические вычислительные
устройства".