Новый подход к дизайну чипов ведет к сверхбыстрым вычислениям

Междисциплинарный дуэт в составе доц. Суостика Кара (Swastik Kar) и доц. Юн Цзунь Юн (Yung Joon Jung) из Северо-Восточного университета объединил свои знания, чтобы открыть физическое явление, которое может привести к новой волне высокоэффективной электроники.

Они обнаружили, что индуцированный светом электрический ток возрастает более резко в точке пересечения углеродных нанотрубок и кремния, чем в точке пересечения кремния и металла, используемых в традиционных фотодиодных устройствах. «Этот резкий подъем помогает нам конструировать устройства, которые могут включаться и выключаться светом», - сказал доц. Кар.

Основное применение этот эффект найдет в выполнении вычислений, которые, по сути, основаны на серии переключений вкл./выкл. Но для того чтобы получить пользу от данных, которые хранятся на этих триггерах, они должны быть пересланы к и обработаны другими триггерами. «Инженеры полагают, что наилучшим компьютером был бы тот, в котором обработка данных выполняется с помощью электрических сигналов, а передача – с помощью оптических», - пояснил доц. Кар.

Устройство, предложенное двумя физиками, которое впервые объединяет электронные и оптические свойства на одном чипе, представляет важный шаг на пути превращения мечты в реальность.

В статье были представлены три таких новых устройства. Первое, так называемый вентиль AND (логическое умножение), которое требует как электрического, так и оптического сигналов на входе, чтобы сформировать выход. Второе устройство, вентиль OR, может формировать выход, если любой из двух оптических сенсоров обнаружил сигнал. Наконец, Кар и Юн также построили устройство, которое работает как фронтальный сенсор камеры. Он состоит из 250 тыс. миниатюрных устройств, собранных на площади 1 кв. см. Хотя устройство требует большей интеграции для практического применения, оно позволяет ученым протестировать воспроизводимость их процесса сборки.

Хотя компьютер выполняет миллиарды шагов каждую секунду, улучшение способности выполнять эти шаги начинается с демонстрации улучшения одного, отметил Кар. Именно это они и сделали.

Доц. Суостик Кар и доц. Юн Цзунь Юн первыми создали устройство, которое объединяет оптический и электронный сигналы для выполнения самых элементарных вычислительных операций