Самый маленький в мире расщепитель луча станет основой сверхбыстрых компьютеров будущего

Размеры нового лучерасщепителя составляют всего 2,4 на 2,4 микрометра

(фото Dan Hixson/University of Utah College of Engineering).

Ведущий автор исследования Раджеш Менон

(фото Dan Hixson/University of Utah College of Engineering).

Кремниевая фотоника является одной из наиболее перспективных технологий развития вычислительных машин. Она подразумевает использование частиц лазерного света вместо электронов для приёма и передачи информации. Такая замена позволит компьютерам работать практически со скоростью света — то есть, в миллионы раз быстрее, чем устройства, доступные сегодня на рынке.

С целью развития данной технологии инженеры из университета Юты создали ультракомпактный фотонный лучерасщепитель столь малых размеров, что на одном кристалле кремния могут уместиться миллионы таких устройств.

Разработчики утверждают, что их расщепитель луча является самым маленьким из когда-либо созданных — 2,4 на 2,4 микрометра, тогда как предыдущие аналоги обладали размерами 100 на 100 микрометров. Устройство предназначено для разделения входящих световых волн надвое с целью создания двух каналов отдельно поляризованной информации.

В сочетании с другими компонентами фотоники, которые заменяют электронные эквиваленты, такие как транзисторы, диоды и другие полупроводниковые приборы, лучерасщепитель может стать одной из основ будущих сверхскоростных вычислительных технологий.

Ведущий автор исследования Раджеш Менон
(фото Dan Hixson/University of Utah College of Engineering).

"Свет — это самый быстрый потенциальный переносчик информации. Однако эта информация при входе в компьютер должна быть преобразована в электроны, и конвертация занимает определённое время, замедляя весь процесс. Если миновать преобразование и построить компьютер исключительно на фотонных технологиях, он станет в миллионы раз быстрее, чем современные решения ", — поясняет ведущий автор исследования Раджеш Менон (Rajesh Menon).

Одним из главных преимуществ новой разработки является тот факт, что технология совместима с широко используемым сегодня кремнием, а значит, будет проще и дешевле в изготовлении. Кроме того, поскольку фотонные схемы не требуют движения электронов по проводам, фотонные вычислительные устройства будут использовать меньшее количество энергии и выделять меньше тепла, что делает их более экологичными.

Команда из университета Юты надеется начать сотрудничество с главными производителями суперкомпьютеров — компаниями Intel и IBM, которые самостоятельно занимаются исследованиями кремниевой фотоники.

По словам Менона, разработанный его исследовательской группой лучерасщепитель будет готов к интеграции в новые суперкомпьютеры в течение трёх лет, а центры обработки данных могут получить его ещё раньше.

Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.