Традиционная электроника стремительно приближается к пределу своих возможностей. На смену ей спешат технологии, использующие свет и квантовые свойства материалов. Международная команда физиков сделала важнейший шаг в этом направлении, уместив полный цикл световой обработки данных на одном наночипе. Статья об открытии опубликована в журнале Nature Photonics.
Исследователи из университета Монаша (Австралия) первыми в мире преодолели главную проблему развивающейся отрасли — валлитроники (valleytronics). Ранее ученые умели лишь генерировать или детектировать специфические световые сигналы по отдельности. Новое устройство объединило весь процесс: оно создает особые импульсы, управляет их маршрутом и конвертирует обратно в электрический сигнал в пределах единой интегрированной системы.
В основе технологии лежат ультратонкие материалы толщиной всего в несколько атомов, наложенные на специально спроектированные наноструктуры (метаповерхности). Эта архитектура позволяет кодировать информацию, используя уникальное квантовое свойство света — «долинную степень свободы». В ходе тестирования чип успешно обработал два независимых потока изображений одновременно.
Ключевым преимуществом новой разработки стало то, что она стабильно функционирует при обычной комнатной температуре. Большинство современных квантовых систем требуют сложного и дорогостоящего охлаждения до сверхнизких температур, что сильно ограничивает их практическое применение за пределами лабораторий.
Интеграция атомарно тонких материалов и фотоники открывает эру устройств с колоссальной пропускной способностью и невероятной скоростью передачи данных. По словам исследователей, оптическая замена электричеству позволит кардинально снизить энергопотребление вычислительных центров. В будущем такие компактные и программируемые чипы станут основой для нового поколения оптической связи, мощного искусственного интеллекта и защищенных сетей.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые разработали ИИ-платформу, которая ускорит поиск материалов для чипов в тысячу раз.
