Известно, что современные компьютеры работают за счет движения электронов, что обуславливает известные всем проблемы с кардинальным увеличением их быстродействия. Именно поэтому ученые занимаются поисками альтернативных вычислительных методов. Одним из таких перспективных направлений развития вычислительной техники является развивающаяся область оптико-квантовых вычислений. Согласно информации издательства «Chemical & Engineering News» одной из групп ученых удалось немного продвинуться вперед и реализовать простейшие логические схемы, используя миниатюрные лазеры на специальных чипах, которые в перспективе могут превратиться в полноценные оптические процессоры.

Оптические компьютеры, согласно предварительным расчетам, могут быть в тысячи раз быстрее, чем существующие электронные компьютеры, и во много раз более эффективными с точки зрения потребления энергии.

Но, из-за физических свойств света устройства оптической логики имеют на сегодняшний день недопустимо большие габариты, которые невозможно «запихнуть» в рамки кристаллов микропроцессоров.

Ученым из Калифорнийского университета в Беркли удалось обойти некоторые ограничения, накладываемые физикой света, благодаря тому, что они реализовали перемещение света не как обычно, в виде фотонов, а за счет использования плазмонов.

Рис. 1.

В элементах новых оптических схем свет от лазера распространяется вдоль поверхности материала в виде волн плазмонов, облаков свободных электронов, возникающих под воздействием света на поверхности некоторых металлов. Плазмонные волны, созданные этим процессом, распространяются более узкими лучами, нежели свет, и не теряют свою силу по мере распространения.

Ученые из Беркли построили свои оптические схемы так, что они оказались в состоянии управлять интенсивностью плазмонного луча. Лучи, имеющие различные уровни интенсивности, используются для кодирования информации в привычном всем двоичном виде, в виде логических 0 и 1.

«Стоит особо отметить, что подобные лучи плазмонов уже создавались другими учеными в более ранних исследованиях и экспериментах. Но калифорнийским ученым удалось сделать то, чего раньше не удавалось сделать никому – управлять интенсивностью плазмонных лучей» – рассказывает Чих-Канг Ших (Chih-Kang Shih), эксперт и ученый-физик из Техасского университета в Остине. – «Теперь им остается только разработать технологию быстрого переключения интенсивности плазмонных лучей и сделать их оптические схемы еще миниатюрней для того, что бы на их основе можно было создавать первые оптические вычислительные устройства».