Ultrasnelle computerverwerkingssnelheden zijn mogelijk met logische poorten met optische chiraliteit die ongeveer een miljoen keer sneller werken dan bestaande technologieën.
Verwerkingsapparaten op basis van gepolariseerd licht werken een miljoen keer sneller dan de huidige technologie.
Logische poorten zijn de basisbouwstenen van computerprocessors. Conventionele logische poorten zijn elektronisch en werken door rond elektronen te schuifelen. Onderzoekers hebben echter op licht gebaseerde optische logische poorten ontwikkeld om te voldoen aan de gegevensverwerkings- en overdrachtseisen van de volgende generatie computers. Wetenschappers van de Universiteit van Aalto ontwikkelden nieuwe logische poorten voor optische chiraliteit die ongeveer een miljoen keer sneller werken dan bestaande technologieën en ultrasnelle verwerkingssnelheden bieden.
De logische poort met optische chiraliteit is gemaakt van een materiaal dat licht uitzendt met verschillende circulaire polarisatie, afhankelijk van de chiraliteit van de ingangsbundels. Credits: Yi Zhang / Aalto Universiteit
Deze nieuwe aanpak, die wordt beschreven in een paper gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgang, gebruikt circulair gepolariseerd licht als ingangssignaal. De logische poorten zijn gemaakt van kristallijne materialen die gevoelig zijn voor de handigheid van een circulair gepolariseerde lichtstraal – dat wil zeggen, het licht dat door het kristal wordt uitgezonden, hangt af van de handigheid van de ingangsstralen. Dit dient als de basisbouwsteen voor één type logische poort (XNOR), en de overige soorten logische poorten worden gebouwd door filters of andere optische componenten toe te voegen.
Bovendien toonde het team aan dat een enkel apparaat al hun chiraliteitslogica-poorten tegelijkertijd parallel kan laten werken. Dit is een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van bestaande logische poorten, die slechts één logische bewerking tegelijk kunnen uitvoeren. Gelijktijdige parallelle logische poorten kunnen worden gebruikt om complexe, multifunctionele logische circuits te bouwen. Ten slotte toonde het team aan dat de chiraliteitslogicapoort elektronisch kan worden bestuurd en geconfigureerd, een noodzakelijke stap voor hybride elektrisch/optisch computergebruik.
Referentie: « Chirality logic gates » door Yi Zhang, Yadong Wang, Yunyun Dai, Xueyin Bai, Xuerong Hu, Luojun Du, Hai Hu, Xiaoxia Yang, Diao Li, Qing Dai, Tawfique Hasan en Zhipei Sun, 9 december 2022, Wetenschappelijke vooruitgang.
DOI: 10.1126/sciadv.abq8246
