ابتكر العلماء الروس ، جنبًا إلى جنب مع علماء أمريكيين ، "ترانزستورًا" ضوئيًا يعمل على تسريع جميع العمليات الحسابية بمقدار 1000 مرة.
نجحت مجموعة من العلماء الدوليين ، بقيادة علماء من Skoltech ، بالإضافة إلى مهندسين من شركة IBM (الولايات المتحدة الأمريكية) ، في إنشاء واختبار مفتاح ضوئي موفر للطاقة (التحكم في الفوتونات) ، والذي في المستقبل يمكن أن يحل محل الترانزستورات الإلكترونية الكلاسيكية الجديدة أجهزة الكمبيوتر الضوئية.
في الوقت نفسه ، لا يوفر المفتاح الجديد الطاقة بشكل كبير فحسب ، بل لا يتطلب أيضًا تبريدًا إضافيًا ويوفر ببساطة أداءً غير مسبوق.
كما أظهرت الاختبارات ، يمكن أن يؤدي الترانزستور البصري ما يصل إلى تريليون عملية في الثانية. هذا ، لمدة دقيقة ، أسرع 1000 مرة من أي ترانزستور تجاري حديث.
كيف يعمل "الترانزستور" البصري الجديد
كما ذكر المؤلف الأول للبحث العلمي أ. Zasedatelev ، الجهاز الذي قاموا بإنشائه يتمتع بكفاءة طاقة قصوى تقريبًا نظرًا لحقيقة أن هناك حاجة إلى عدد قليل فقط من الفوتونات لتبديله.
نظرًا لأن الفوتون ، في جوهره ، هو أصغر جسيم ضوئي معروف في الوقت الحالي ، فقد اقترب العلماء في الواقع من الحد العملي لكفاءة الطاقة.
إذا قارنا الترانزستورات الكهربائية الحديثة ، فمعظمها يتطلب طاقة أكثر بعشرات المرات. لأداء التحويل ، وتلك المشابهة في الكفاءة للترانزستور البصري الجديد ، تعمل بشكل أساسي أبطأ.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الترانزستور البصري الذي طوره العلماء قادر على العمل بشكل مثالي في درجة حرارة الغرفة ، مما يعني أنه لا يتطلب أنظمة تبريد ضخمة.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن المفتاح الذي طوره العلماء قادر على العمل كجهاز ربط ينقل البيانات بين الأجهزة الأخرى في شكل إشارات ضوئية.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجهاز الجديد أن يعمل كمكبر للصوت ، مما يزيد من شدة إشارة الإدخال بحوالي 23000 مرة.
للتشغيل الناجح ، يستخدم الجهاز جهازي ليزر لضبط حالته على المستوى "0" أو "1" ، وكذلك التبديل بين هذه الحالات.
في الوقت الحالي ، يعمل العلماء على تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي للجهاز ، حيث يعتبر ليزر المضخة المستهلك الرئيسي حاليًا.
لذا يخطط المهندسون لاستخدام مواد بيروفسكايت فائقة التبلور في الإصدارات الجديدة من المنتج ، والتي تعتبر ممتازة بالنسبة لها لهذه الأغراض ، نظرًا لأنها تُظهر تفاعلًا قويًا للضوء مع المادة وكيف تظهر نتيجة لذلك تأثيرًا مثل الإشعاع الفائق.
يؤكد العلماء أن مبدأ التبديل البصري للفوتون الفردي الذي طوروه قادر تمامًا تمتد إلى المكونات البصرية الأخرى مثل البوابات المنطقية ومكبرات الصوت المتتالية و إلخ.
لذا فإن العمل على مثل هذه المكونات يقرب العلماء حتمًا من إنشاء كمبيوتر ضوئي يعمل بكامل طاقته ، حيث سيتم إجراء عمليات التلاعب بواسطة الفوتونات ، مما يُظهر عملية فائقة السرعة بأقل قدر ممكن استهلاك الطاقة.
شارك العلماء نتائج العمل المنجز بالفعل على صفحات مجلة Nature.
إذا أعجبتك المادة ، قم بتقييمها ولا تنس الاشتراك في القناة. شكرا لاهتمامكم!