Вчені Університету Монаша створили компактний фотонний чіп, який здатний генерувати, керувати та зчитувати світлові сигнали в межах одного пристрою. Розробка може наблизити появу нових комп’ютерних систем, які використовуватимуть світло замість електричного струму.
Фотонний чіп, що працює на світлі
Основою технології стала валлітроніка – напрямок, який використовує квантові властивості певних матеріалів для зберігання та передачі даних. Досі науковці могли окремо створювати або зчитувати такі сигнали, але не могли поєднати всі необхідні функції в одному пристрої. Команда з Монаша стверджує, що їй вдалося вирішити цю проблему.
Новий чіп використовує квантову властивість, відому як ступінь свободи, що дозволяє кодувати інформацію способами, недоступними для традиційної електроніки. Пристрій здатний створювати спеціалізовані світлові сигнали, направляти їх через схему та перетворювати назад на електричні сигнали.
На відміну від звичайних процесорів, де інформація передається рухом електронів, фотонні системи працюють зі світлом. Завдяки цьому можна значно збільшити швидкість передачі даних і водночас зменшити енергоспоживання.
Для створення чіпа дослідники поєднали ультратонкі матеріали товщиною лише кілька атомів із метаповерхнями – наноструктурами, здатними керувати світлом на надзвичайно малих масштабах. Спеціальна технологія пошарового складання дозволила інтегрувати ці компоненти без пошкодження їхньої структури.
Однією з ключових переваг розробки стало те, що вона працює за кімнатної температури. Багато експериментальних квантових систем потребують складного кріогенного охолодження, що значно ускладнює їхнє практичне використання. Новий чіп обходиться без таких умов.