Быстрые компьютеры на экситонах близки к реальности

Физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) создали быстродействующую интегральную схему, в которой используются частицы под названием экситоны, функционирующую при низких температурах. Это достижение приближает возможность пришествия нового типа сверхбыстрых компьютеров.

Разработка последовала за демонстрацией прошлым летом чипа, способного работать при 1,5° К (-272° С). Эта температура не только ниже среднего значения, характерного для глубокого космоса, но достижима только в специальных лабораториях. Теперь же учёные сообщили об интегральной схеме, нормальной для которой является температура 125° К (-148,5° С). Такие условия можно обеспечить с помощью жидкого азота, абсолютно доступного в коммерческом секторе. "Наша задача заключается в создании эффективных электронных устройств, где высокая скорость соединений важна, - говорит возглавляющий исследование профессор физики в UCSD Леонид Бутов (Leonid Butov). – Мы ещё на ранней стадии разработки. Наша команда только недавно показала подтверждение принципа транзистора на базе экситонов, и исследование прогрессирует".

Экситоны – это квазичастицы, представляющие собой пары отрицательно заряженных электронов и позитивно заряженных "дырок", которые могут генерироваться светом в полупроводниках, таких как арсенид галлия. Когда электрон и "дырка" рекомбинируют, экситон распадается и высвобождает энергию в виде вспышек света. Тот факт, что экситон может быть конвертирован в свет, делает экситонные устройства быстродействующими и более эффективными, чем обычная электроника с оптическими интерфейсами, где используются электроны для вычислений и существует необходимость преобразования их в оптические сигналы. "Наши транзисторы генерируют сигналы, используя экситоны, которые можно контролировать напряжением, однако в отличие от электронов они трансформируются в фотоны на выходе схемы, - продолжает Бутов. – Это прямое соединение экситонов с фотонами позволяет объединить вычисления и коммуникации".