ลอจิกเกตแบบออปติคัลที่ใช้แสงทำงานได้เร็วกว่าแบบอิเล็กทรอนิกส์มากและอาจมีความสำคัญต่อการตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการประมวลผลและถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วยิ่งขึ้น ลอจิกเกตชนิดใหม่ “ออปติคอลไคราลิตี” ที่พัฒนาขึ้นโดยนักวิจัยที่ มหาวิทยาลัย Aalto ทำงานได้เร็วกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่ประมาณล้านเท่า
เช่นเดียวกับอิเล็กตรอนและโมเลกุล โฟตอนมีระดับอิสระที่แท้จริงที่เรียกว่า chirality (หรือความถนัด) chirality ออปติคอลซึ่งกำหนดโดยแสงโพลาไรซ์แบบวงกลมที่ถนัดซ้ายและถนัดขวา แสดงให้เห็นถึงความหวังที่ยอดเยี่ยมสำหรับการวิจัยพื้นฐานและการใช้งาน เช่น เทคโนโลยีควอนตัม ออปติคแบบไม่เชิงเส้นแบบ chiral การตรวจจับ การถ่ายภาพ และสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ของ "valleytronics"
วัสดุออปติกแบบไม่เชิงเส้น
อุปกรณ์ใหม่นี้ทำงานโดยใช้ลำแสงโพลาไรซ์แบบวงกลม 0 ลำที่มีความยาวคลื่นต่างกันเป็นสัญญาณอินพุตแบบลอจิก (1 หรือ XNUMX ตามค่า chirality เชิงแสงที่เฉพาะเจาะจง) คณะนักวิจัยนำโดย ยี่จางส่องลำแสงเหล่านี้ไปยังแผ่นคอนกรีตบางระดับอะตอมของวัสดุสารกึ่งตัวนำที่เป็นผลึก MoS2 บนพื้นผิวซิลิกอนไดออกไซด์จำนวนมาก มส2 เป็นวัสดุออปติคัลแบบไม่เชิงเส้น กล่าวคือ สามารถสร้างแสงที่ความถี่แตกต่างจากของลำแสงอินพุต
Zhang และเพื่อนร่วมงานสังเกตการสร้างความยาวคลื่นใหม่ (สัญญาณเอาต์พุตลอจิก) ด้วยการปรับ chirality ของคานอินพุตทั้งสอง ชุดค่าผสมอินพุตสี่ชุด – ที่สอดคล้องกับ (0,0), (0,1), (1,1) และ (1,0) – เป็นไปได้ ในกระบวนการทางแสงแบบไม่เชิงเส้น สัญญาณเอาต์พุตที่สร้างขึ้นจะถือเป็นลอจิก 1 หรือลอจิก 0 ขึ้นอยู่กับการมีอยู่หรือไม่มี ตามลำดับ ของสัญญาณเอาต์พุตนี้
กฎการเลือก Chiral
ระบบทำงานด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าวัสดุผลึกมีความไวต่อ chirality ของลำแสงอินพุตและเป็นไปตามกฎการเลือก chiral บางประการ (ที่เกี่ยวข้องกับ MoS2 สมมาตรการหมุนสามเท่าของ monolayer) กฎเหล่านี้กำหนดว่าสัญญาณเอาต์พุตแบบไม่เชิงเส้นถูกสร้างขึ้นหรือไม่
เมื่อใช้แนวทางนี้ นักวิจัยสามารถสร้างลอจิกเกต XNOR, NOR, AND, XOR, OR และ NAND แบบออปติคอลออปติคอลทั้งหมดได้เร็วมาก (น้อยกว่า 100 fs) ตลอดจน half-adder
ยังไม่หมดเท่านั้น ทีมงานยังแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เครื่องเดียวสามารถมีลอจิกเกตหลายตัวที่ทำงานพร้อมกันได้พร้อมกัน สิ่งนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับอุปกรณ์ลอจิกเชิงแสงและลอจิกทางไฟฟ้าทั่วไปที่โดยทั่วไปจะดำเนินการลอจิกหนึ่งตัวต่อหนึ่งอุปกรณ์ Zhang กล่าว ลอจิคัลเกตแบบขนานพร้อมกันดังกล่าวสามารถใช้สร้างวงจรและเครือข่ายลอจิกแบบมัลติฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนได้
ประตูลอจิกทำลายสถิติความเร็ว
ลอจิกเกต chirality ยังสามารถควบคุมและกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ในอินเทอร์เฟซแบบอิเล็กโทร-ออปติก “ตามธรรมเนียมแล้ว การเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และออปติคัล/โฟโตนิกส่วนใหญ่เกิดขึ้นได้จากการแปลงออปติคอลเป็นไฟฟ้าและไฟฟ้าเป็นออปติคัลที่ช้าและไม่มีประสิทธิภาพ” จางบอก โลกฟิสิกส์. “เราสาธิตการควบคุมไฟฟ้าของลอจิคัลเกต chirality ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสอันน่าตื่นเต้นสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกันโดยตรงระหว่างไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ออปติกเป็นครั้งแรกและโดยตรง”
“จากข้อมูลนี้ เราหวังว่ารูปแบบการประมวลผลแบบออปติคัลทั้งหมดจะสามารถเป็นจริงได้ในอนาคต” Zhang กล่าว
นักวิจัยที่รายงานผลงานของพวกเขาใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าตอนนี้หวังว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพของลอจิกเกต chirality และลดการใช้พลังงาน
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://physicsworld.com/a/chiral-logic-gates-create-ultrafast-data-processors/
- 1
- 100
- a
- สามารถ
- เกี่ยวกับเรา
- ตาม
- ทั้งหมด
- และ
- การใช้งาน
- เข้าใกล้
- ตาม
- คาน
- ระหว่าง
- แบ่ง
- บาง
- เพื่อนร่วมงาน
- รวม
- ซับซ้อน
- การคำนวณ
- การเชื่อมต่อ
- ถือว่า
- สร้าง
- การบริโภค
- ควบคุม
- การควบคุม
- ตามธรรมเนียม
- การแปลง
- ตรงกัน
- ได้
- สร้าง
- สำคัญมาก
- ข้อมูล
- การประมวลผล
- องศา
- ความต้องการ
- สาธิต
- ขึ้นอยู่กับ
- กำหนด
- พัฒนา
- เครื่อง
- อุปกรณ์
- ต่าง
- โดยตรง
- อย่างมีประสิทธิภาพ
- ที่มีประสิทธิภาพ
- อิเล็กทรอนิกส์
- ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์
- อิเล็กตรอน
- กากกะรุน
- ที่เคยเติบโต
- น่าตื่นเต้น
- ที่มีอยู่
- เร็วขึ้น
- สนาม
- ชื่อจริง
- เสรีภาพ
- เวลา
- FS
- พื้นฐาน
- อนาคต
- เกตส์
- สร้าง
- สร้าง
- สร้าง
- รุ่น
- ยิ่งใหญ่
- ความหวัง
- HTTPS
- ภาพ
- การถ่ายภาพ
- ปรับปรุง
- in
- ไม่มีประสิทธิภาพ
- ข้อมูล
- อินพุต
- อินเตอร์เฟซ
- แท้จริง
- ปัญหา
- IT
- ที่รู้จักกัน
- นำ
- เบา
- ทำ
- ทำ
- วัสดุ
- ความกว้างสูงสุด
- ที่ประชุม
- ล้าน
- ข้อมูลเพิ่มเติม
- มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- หลาย
- เครือข่าย
- ใหม่
- ONE
- การเปิด
- ทำงาน
- การดำเนินงาน
- การดำเนินการ
- เลนส์
- Parallel
- ดำเนินการ
- โฟตอน
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- เป็นไปได้
- อำนาจ
- การมี
- กระบวนการ
- การประมวลผล
- โปรเซสเซอร์
- คำมั่นสัญญา
- โอกาส
- ควอนตัม
- อย่างรุนแรง
- ตระหนัก
- ลด
- ที่เกี่ยวข้อง
- รายงาน
- การวิจัย
- นักวิจัย
- กฎระเบียบ
- เดียวกัน
- การเลือก
- สารกึ่งตัวนำ
- มีความละเอียดอ่อน
- แสดงให้เห็นว่า
- สัญญาณ
- สัญญาณ
- ซิลิคอน
- เดียว
- ช้า
- โดยเฉพาะ
- ความเร็ว
- อย่างเช่น
- ระบบ
- ทีม
- เทคโนโลยี
- บอก
- พื้นที่
- ของพวกเขา
- ตลอด
- ภาพขนาดย่อ
- เวลา
- ครั้ง
- ไปยัง
- โอน
- จริง
- เป็นปกติ
- มหาวิทยาลัย
- ว่า
- ที่
- WHO
- งาน
- โรงงาน
- ลมทะเล