Les portes logiques sont les blocs de construction fondamentaux des ordinateurs, et les scientifiques ont maintenant développé les plus rapides jamais réalisés. En faisant exploser du graphène et de l'or avec des impulsions laser, les nouveaux circuits logiques fonctionnent un million de fois plus vite que les ordinateurs existants, démontrant la viabilité de "l'électronique à ondes lumineuses".
Les portes logiques (portes logiques ou portes) prennent deux signaux d'entrée, les comparent, puis émettent un signal basé sur le résultat. Ils peuvent, par exemple, sortir 1 si les deux entrées sont 1 ou 0, ou si l'une ou aucune d'entre elles est 1, entre autres "règles".
Des milliards d'éléments logiques individuels sont entassés dans des puces pour créer des processeurs, des mémoires et d'autres composants électroniques.
Cependant, les éléments logiques ne fonctionnent pas instantanément - il y a un retard de l'ordre de la nanoseconde lors du traitement des données d'entrée. C'est assez rapide pour les ordinateurs d'aujourd'hui, mais il y a toujours place à l'amélioration. De nouveaux éléments logiques peuvent traiter les informations en femtosecondes, qui sont un million de fois plus courtes que les nanosecondes.
Pour atteindre ces vitesses extrêmes, les scientifiques ont créé des composés constitués de fil de graphène reliant deux électrodes en or.
Lorsque le graphène a été exposé à des paires synchronisées d'impulsions laser, les électrons du matériau ont été excités, les envoyant à l'une des électrodes, générant un courant électrique.
En ajustant la phase des impulsions laser, les chercheurs ont pu générer une rafale de l'un des deux types de porteurs de charge qui s'additionnent ou s'annulent - le premier peut être considéré comme une sortie 1 et le second comme un 0.
Le résultat final est un élément logique ultra-rapide qui marque la première preuve de concept dans le domaine encore théorique connu sous le nom d'électronique à ondes lumineuses.
"Il faudra probablement beaucoup de temps avant que cette méthode puisse être utilisée dans une puce informatique, mais au moins nous savons maintenant que l'électronique à ondes lumineuses est pratiquement possible", a déclaré Tobias Bulaki, auteur principal de l'étude.
Si ces types d'appareils électroniques à ondes lumineuses arrivent un jour sur le marché, ils pourraient être des millions de fois plus rapides que les ordinateurs d'aujourd'hui.
Actuellement, la vitesse de fonctionnement est mesurée en gigahertz (GHz), mais de nouveaux éléments logiques fonctionnent à l'échelle des pétahertz (PHZ).
Des recherches antérieures ont défini cela comme la limite quantique absolue de la rapidité des systèmes informatiques basés sur la lumière.
L'étude a été publiée dans la revue Nature.
2022-05-12 13:52:59
Auteur: Vitalii Babkin