Iswiċċ ottiku Jista 'jbiddel id-dawl Bejn Ċipep Mgħaġġel Estremament

Riċerkaturi fl- Istitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST) żviluppaw swiċċ ottiku li kapaċi jbiddel id-dawl bejn iċ-ċipep tal-kompjuter fi żmien 20 biljuni ta’ sekonda. L-apparat il-ġdid huwa aktar mgħaġġel minn kwalunkwe apparat simili, u jista 'jiġi integrat f'ċipep tas-silikon bi prezz baxx minħabba l-vultaġġi baxxi tiegħu. Meta terġa 'tidderieġi d-dawl, iċ-ċippa ssofri telf ta' sinjal baxx ħafna. 

Applikazzjonijiet potenzjali

Iċ-ċippa l-ġdida se jkollha implikazzjonijiet kbar għall-kompjuters, u se tgħin biex tiżviluppa kompjuter li jipproċessa l-informazzjoni billi juża d-dawl aktar milli l-elettriku. Hemm diversi vantaġġi għall-użu tal-fotoni sabiex tittrasporta dejta inkluż vjaġġar aktar mgħaġġel u effiċjenza fl-enerġija. Bl-użu tal-elettriku, il-komponenti tal-kompjuter jissaħħnu li jaħlu l-enerġija, u jillimita l-prestazzjoni tal-kompjuter. 

Is-swiċċ żviluppat ġdid juża komponenti ottiċi, elettriċi u mekkaniċi ta 'deheb u silikon fuq skala nanometru. Dawn huma kollha ppakkjati b'mod dens, u jibagħtu dawl ġo u barra minn kanal. Dan jaffettwa l-veloċità u d-direzzjoni tal-vjaġġ tiegħu. 

L-apparat kien deskritt mit-tim internazzjonali mmexxi min-NIST fi Xjenza. 

Skont il-ko-awtur Christian Haffner ta 'NIST, ETH Zurich u l-Università ta' Maryland, is-swiċċ għandu ħafna applikazzjonijiet potenzjali. Jista 'jintuża f'vetturi mingħajr sewwieq biex jidderieġi r-raġġi tad-dawl li jiskennjaw triq sabiex titkejjel id-distanza għal vetturi oħra u nies mexjin. Is-swiċċ jista 'jintuża wkoll f'netwerks newrali, billi juża ċirkwiti aktar qawwija bbażati fuq id-dawl aktar milli dawk ibbażati fuq l-elettriku. 

Wieħed mill-benefiċċji ewlenin tas-swiċċ il-ġdid huwa li juża ftit li xejn enerġija biex jidderieġi s-sinjali tad-dawl mill-ġdid, li jista 'jkun estremament importanti fil-komputazzjoni kwantistika. Kompjuter quantum għandu relazzjoni fraġli bejn pari ta 'partiċelli subatomiċi, li tipproċessa d-data. Minħabba n-natura fraġli tagħhom, kompjuter jeħtieġ li jopera f'temperaturi estremament baxxi u enerġija baxxa sabiex il-pari ta 'partiċelli ma jiġux disturbati. Peress li l-iswiċċ żviluppat ġdid jeħtieġ ħafna inqas enerġija, jista 'jkun aspett importanti tal-komputazzjoni kwantistika. 

Sfida tat-Twemmin miżmum fit-tul

Skont Haffner, flimkien mal-kollegi tiegħu Vladimir Akysuk u Henri Lezec tal-NIST, is-sejbiet il-ġodda jikkontradixxu ħafna twemmin li ilu jinżamm fil-komunità xjentifika. Ħafna riċerkaturi jemmnu li dawn it-tipi ta 'swiċċijiet ma jkunux prattiċi minħabba d-daqs goff tagħhom, u joperaw f'vultaġġi għoljin li jikkawżaw prestazzjoni bil-mod. 

Is-setup jinkludi kanal f'forma ta 'tubu msejjaħ waveguide, u raġġ tad-dawl jivvjaġġa ġewwa fih. Hemm off-rampa fejn xi wħud mid-dawl joħorġu f'kavità li hija ftit nanometri bogħod. 

Is-swiċċ juża wkoll membrana rqiqa tad-deheb li hija sospiża ftit għexieren ta 'nanometri 'l fuq minn diska tas-silikon, li għandha l-kavità nċiżi fiha. Meta d-dawl jivvjaġġa madwar, xi ftit minnu joħroġ u jolqot il-membrana. Din l-attività tinduċi gruppi ta 'elettroni li huma fuq il-wiċċ tal-membrana biex joxxillaw. L-oxxillazzjonijiet jissejħu plasmoni, u huma taħlita bejn mewġa tad-dawl u mewġa ta 'elettroni. L-elettroni li joxxillaw għandhom wavelength iqsar li jippermetti lir-riċerkaturi jimmanipulaw il-plasmons fuq distanzi nanoskala. Dan kollu jgħin lis-swiċċ ottiku jibqa' estremament kompatt. 

Jekk ir-riċerkaturi jibdlu d-distakk bejn id-diska tas-silikon u l-membru tad-deheb bi ftit nanometri, il-fażi tal-mewġ tad-dawl ibridu tittardja jew avvanzata. Meta l-fażi tal-mewġa tikkombina mill-ġdid mad-dawl li jivvjaġġa fil-kanal f'forma ta 'tubu, iż-żewġ raġġi jikkawżaw li d-dawl jew jiġi ostakolat jew ikompli fid-direzzjoni oriġinali tiegħu. Dan jippermetti li d-dawl jiġi trasferit għal kwalunkwe ċipep tal-kompjuter ieħor skont ir-rieda. 

Il-passi li jmiss tat-tim jinvolvu t-tqassir tad-distanza bejn id-diska tas-silikon u l-membrana tad-deheb sabiex l-apparat ikun iżgħar. Dan jgħin biex inaqqas aktar it-telf tas-sinjali, u jagħmel il-bidla saħansitra aktar utli għal industriji differenti.