У Сполучених Штатах Америки вчені та інженери представили новий мікрочип, який відзначається рекордно низьким енергоспоживанням. Ця розробка може суттєво змінити підходи до створення електронних пристроїв, адже зменшення витрат енергії є одним із ключових завдань сучасної технології. Новий чип спроектований таким чином, що він здатний функціонувати навіть при дуже обмеженій подачі струму. Це відкриває можливості для використання у різноманітних сферах — від моб
Поки традиційні процесори впираються у межі нагріву та енергоспоживання, американські дослідники зробили крок до комп’ютерів нового покоління. Вони створили фотонний пристрій, який використовує світло замість електрики для обробки інформації — і при цьому споживає рекордно мало енергії.
Про це повідомляєNNewsіз посиланням на Tech Xplore.
Дослідники з University of Pennsylvania та Montana State University поєднали двовимірний напівпровідник диселенід молібдену (MoSe₂) із фотонною нанопорожниною. Така конструкція дозволяє світловим сигналам взаємодіяти між собою — саме це роками залишалося головною проблемою фотонних технологій.
На відміну від електронів, фотони практично не взаємодіють між собою природним шляхом. Через це створення повноцінних “світлових комп’ютерів” було надзвичайно складним завданням.
Щоб змусити світло взаємодіяти, вчені використали так звані екситон-поляритони — гібридні квазічастинки, які поєднують властивості світла та матерії.
Фактично система створює стан, де фотони поводяться не лише як світло, а й частково як матеріальні частинки. Це дозволяє їм “впливати” один на одного та виконувати логічні операції.
Нанопорожнина у структурі працює як надточна пастка для світла, стискаючи ці частинки у крихітному просторі та значно підсилюючи взаємодію.
Нова система змогла виконувати оптичне перемикання приблизно при 4 фемтоджоулях енергії. Це надзвичайно малий показник навіть за мірками сучасної фотоніки.
Для порівняння: один фемтоджоуль — це одна квадрильйонна частина джоуля. Настільки низьке енергоспоживання може стати критично важливим для майбутніх AI-систем та дата-центрів, які сьогодні споживають величезні обсяги електроенергії.
Фотонні чипи вважаються одним із найперспективніших напрямків розвитку обчислювальної техніки. Світло передає дані швидше за електрони та майже не створює тепла.
Якщо технологію вдасться масштабувати, у майбутньому це може:
Дослідники вже працюють над об’єднанням кількох нанопорожнин у великі фотонні схеми, які зможуть містити тисячі оптичних компонентів на одному чипі.
Світло у вакуумі рухається зі швидкістю майже 300 тисяч кілометрів на секунду. Саме тому фотонні комп’ютери теоретично можуть бути не лише енергоефективнішими, а й значно швидшими за сучасні електронні системи.