Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
В помощь читателю
Миллисекунды
Микросекунды
Наносекунды
Пикосекунды
Фемтосекунды
Мир электронов и света
Оптические вычислительные технологии
Фемтохимия
Фемтобиология
Аттосекунды
Зептосекунды
Йоктосекунды
От секунды до года
Астрономические времена
Сонолюминесценция
Фолдинг белков
Возбужденные атомы
Ядерные распады
Элементарные частицы
Движение континентов
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»


ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке





Главная / Масштабы: времена / Фемтосекунды / Оптические вычислительные технологии

Фемтосекунды: 2. Оптические вычислительные технологии

Возможно, будущее вычислительных технологий — за оптоэлектронными устройствами.\nЗдесь показано, как световой импульс порождает в устройстве электрические токи, которые возникают\nи затухают за несколько фемтосекунд. На графике показан электрический заряд,\nперетекший в этом устройстве от одного электрода к другому

Возможно, будущее вычислительных технологий — за оптоэлектронными устройствами. Здесь показано, как световой импульс порождает в устройстве электрические токи, которые возникают и затухают за несколько фемтосекунд. На графике показан электрический заряд, перетекший в этом устройстве от одного электрода к другому. Изображение с сайта nature.com

Традиционные вычислительные технологии базируются на электрических токах. На вычислительные элементы процессора подается напряжение, в транзисторах течет ток и производится один такт вычислений. В головке записывающего устройства возбуждается ток, он наводит магнитное поле, которое перемагничивает ячейку памяти под ним. Даже в таких новых и перспективных технологиях будущего, как графеновые транзисторы или магнитная память «на беговой дорожке» MRM, требуется подавать напряжение и пропускать электрические токи. И процессы эти длятся как минимум пикосекунды.

В этой ситуации очень соблазнительно попытаться перевести вычислительные технологии на совершенно новую физическую базу. В ней тоже используются электронные элементы, но только управляются они не электрическим напряжением, которое требует заметного времени для подачи, а сверхкороткими лазерными импульсами. Ведь физики умеют создавать световые импульсы длительностью несколько фемтосекунд — в тысячи раз короче, чем импульсы электрического тока!

Уже сейчас физики думают над созданием оптического транзистора, в котором фемтосекундные световые импульсы будут моментально запускать ток внутри устройства (см. рисунок). Если эту технологию удастся реализовать и выжать из нее всё, что в принципе доступно, тактовая частота вычислительных устройств может подпрыгнуть на несколько порядков, выйдя далеко в терагерцевую область.

Что касается записи данных на магнитные носители, то и здесь сверхкороткие оптические импульсы могут в конечном счете произвести революцию. В 2007 году физики продемонстрировали, что сверхкороткие лазерные импульсы способны переворачивать намагниченность ячейки памяти всего за 40 фс (см. пояснение по поводу этой работы). До практического применения и новых рекордов в скорости записи тут еще далеко, но по крайней мере уже доказано, что эффект реально работает. Фемтомагнетизм — изучение динамики и управление намагниченностью на фемтосекундном масштабе — это один их самых активных разделов физики магнитных явлений.

За оптоэлектроникой — будущее, и теперь вы знаете по крайней мере одну причину, почему.

Фемтосекунды в оптике против десятков пикосекунд в обычной электронике сулят убыстрение вычислительных технологий на пару-тройку порядков.

Назад: Мир электронов и света  |  Далее: Фемтохимия

 

Комментировать
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия