Создано электрооптическое наноустройство для быстрой памяти и процессоров

Первое в мире интегрированное наноразмерное устройство, программируемое с помощью фотонов или электронов, было разработано учёными исследовательской группы профессора Хариша Бхаскарана (Harish Bhaskaran) из Оксфордского университета в сотрудничестве с исследователями из Мюнстерского и Эксетерского университетов.

Команда создала первое в своём роде электрооптическое устройство, которое позволяет соединить области оптических и электронных вычислений. Оно, как сообщается, является элегантным решением для создания более быстрой и более энергоэффективной компьютерной памяти и процессоров.

Вычисления со скоростью света — заманчивая перспектива, и с этими наработками подобное может стать реальностью. Хотя ранее было продемонстрировано использование света для выполнения различных вычислительных процессов, до сих пор не было компактного устройства для взаимодействия с электронной архитектурой традиционных компьютеров. Несовместимость электрических и основанных на свете вычислений проистекает из принципиально различных объёмов взаимодействия электронов и фотонов — длина волны света намного больше, чем у электронов.

Чтобы преодолеть эту фундаментальную проблему, команда учёных придумала решение для ограничения света в наноскопических размерах — это подробно описано в статье «Устройства с фазовым переходом, плазменным наноразмерным усилением и двойной электрооптической функциональностью», опубликованной 29 ноября в Science Advances. Исследователи объединили концепции интегрированных технологий фотоники, плазмоники и электронной памяти, чтобы создать компактное устройство, которое может работать одновременно как оптическая и как электрическая память, а также выступать в качестве процессора. Информация может храниться и обрабатываться с использованием световых или электрических сигналов, или даже любой их комбинации.

«Это очень многообещающий путь развития для тех областей вычислений, где требуется высокая эффективность обработки», — считает один из авторов Николаос Фармакидис (Nikolaos Farmakidis) из Оксфордского университета. Другой соавтор, Натан Янгблад (Nathan Youngblood), продолжил: «Речь идёт, естественно, об искусственном интеллекте, где требования к высокопроизводительным вычислениям с низким энергопотреблением намного превышают наши текущие возможности. Считается, что сопряжение фотонных вычислений на основе света с электрическим аналогом является ключом к следующему этапу развития технологий CMOS».

Участвовавший в работе профессор Дэвид Райт (David Wright) из Эксетерского университета добавил: «Электронные и фотонные вычисления имеют свои преимущества и недостатки: возможно, используя подобные разработанным нами устройства, в конечном итоге мы можем получить лучшее из обоих миров, беспрепятственно работая в обеих областях».