Une équipe de recherche de Skoltech et de l'Université de Wuppertal en Allemagne ont déterminé qu'une porte logique universelle entièrement optique qui avait déjà été développée chez Skoltech peut fonctionner à une vitesse de 240 GHz à température ambiante.
Dans un article publié dans le Revue physique B Journal, les auteurs ont également examiné ce qui limite le temps entre les condensations de polariton successives en examinant l'effet de l'extinction bimoléculaire – elle joue un rôle clé dans la limitation de la vitesse des transistors.
Le Skoltech Laboratory of Hybrid Photonics, dirigé par le professeur distingué Pavlos Lagoudakis, vice-président directeur de la recherche fondamentale à Skoltech et un lauréat du prix scientifique Vyzov, poursuit son projet de recherche sur la façon d'accélérer l'informatique et les ordinateurs avec optique.
Pour effectuer plus de tâches, les ordinateurs ont besoin de processeurs rapides, mais l'électronique semi-conducteur ne peut pas gérer cette tâche – elles se réchauffent très rapidement à partir de vitesses d'horloge élevées. Alternativement, les systèmes optiques peuvent fonctionner mille fois plus rapidement que les systèmes électroniques.
Auparavant, les scientifiques ont créé un élément universel ni logique (à partir de non – un opérateur de négation et ou – un opérateur de disjonction). Il est basé sur les condensats de Polariton, fonctionne à température ambiante, a plusieurs entrées, peut fonctionner des centaines de fois plus rapidement que les analogues électroniques et est également complètement optique – c'est-à-dire qu'il fonctionne sans courant électrique. Ces éléments peuvent être reproduits et connectés dans un circuit.
La vitesse des transistors Polariton est déterminée par la rapidité avec laquelle les états logiques consécutifs peuvent être exécutés. Ce processus nécessite d'épuiser suffisamment la population de polariton résiduelle de l'état « 1 » précédent pour assurer une distinction claire entre les états logiques « 1 » et « 0 ».
À mesure que la fréquence opérationnelle augmente, les polaritons résiduels de la première impulsion peuvent amplifier involontairement le deuxième impulsion, créant ainsi une amplification maximale à un délai non nul entre les séquences d'impulsions.
« Notre nouvelle étude a révélé que notre porte logique peut fonctionner à 240 GHz. Nous avons également décrit l'effet de la trempe bimoléculaire, ce qui est important à considérer lors du calcul, car il limite la fréquence d'horloge maximale d'un dispositif de Polariton – la délocalisation des Polaritons conduit à des pertes supplémentaires », a déclaré Mikhail Misko, l'auteur principal de The Polatons, A PH.D. Étudiant du programme de physique de Skoltech.
Les auteurs concluent que leurs observations renforcent les prédictions théoriques. Les chercheurs proposent un modèle qui considère les pertes dépendantes de K afin de comparer avec succès les données expérimentales de divers essais.
L'étude souligne que pour des performances optimales, la durée des impulsions de pompe doit être plus courte que les temps caractéristiques des processus pertinents afin de gérer efficacement la dynamique des polariton et d'améliorer la fonctionnalité des dispositifs logiques optiques.
Les résultats de l'étude sont une autre étape importante vers la création d'ordinateurs optiques qui peuvent fonctionner des centaines de fois plus rapidement que les ordinateurs traditionnels.
