Как создать оптический компьютер?

Ученые впервые изучили внутреннюю структуру объемных фотонных кристаллов, которые в перспективе станут основой сверхбыстродействующей электроники, как сообщает информационный портал «Известия».

Решение задачи по ускорению работы компьютеров пока нет. Это связано с ограничением физической природы полупроводниковых элементов, которые лежат в их основе. Однако считается, что достойной заменой современным полупроводниковым компьютерам могут стать сверхбыстродействующие оптические, основной которых станут фотонные кристаллы — структуры с периодически меняющимся показателем преломления. Их изучают давно и во многих странах, но основной проблемой остается разработка метода исследования структуры объемных фотонных кристаллов без их разрушения.Российским физикам Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» вместе с учеными Германии и Нидерландов удалось сделать прорыв в этом направлении, применив недавно разработанную методику под названием «птихография». 

Они подвергли вещество воздействию рентгеновского излучения, источником которого послужил синхротрон немецкого центра исследований физики частиц DESY. Это позволило исследователям «рассмотреть насквозь» структуру объемного фотонного кристалла. «Имея информацию о дефектах структуры, мы можем понять закономерность, по которой меняется направление движения светового луча. То есть можно собрать логические схемы на основе фотонных кристаллов», — объясняет сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Илья Беседин.

Следующим этапом работы планируется воздействовать на фотонные кристаллы рентгеновским лазером. Это может дать более точную информацию о внутренней структуры, но есть вероятность, что увеличение мощности лазерного луча приведет к их разрушению. Ученые надеются, что птихография сумеет помочь им преодолеть им эти ограничения.

По мнению экспертов, с появлением новых данных станет возможным проектировать оптические компоненты вычислительной техники нового поколения. Но полностью сверхбыстродействующий компьютер станет доступным не ранее, чем через 30 лет. Однако уже к концу десятилетия могут появиться первые гибридные системы с полупроводниковыми логическими элементами процессоров и оптическими шинами обмена данных.