논리 게이트는 컴퓨터의 기본 빌딩 블록이며 과학자들은 이제 지금까지 만들어진 가장 빠른 게이트를 개발했습니다. 그래핀과 금을 레이저 펄스로 분사함으로써 새로운 논리 회로는 기존 컴퓨터보다 백만 배 더 빠르게 작동하여 "광파 전자 장치"의 실행 가능성을 보여줍니다.
논리 게이트(논리 게이트 또는 게이트)는 두 개의 입력 신호를 가져와 비교한 다음 결과에 따라 신호를 출력합니다. 예를 들어, 다른 "규칙" 중에서 두 입력이 모두 1 또는 0이거나 둘 중 하나 또는 둘 다 1이 아닌 경우 1을 출력할 수 있습니다.
수십억 개의 개별 논리 요소가 칩에 쌓여 프로세서, 메모리 및 기타 전자 부품이 생성됩니다.
그러나 논리 요소는 즉시 작동하지 않습니다. 입력 데이터를 처리할 때 나노초 정도의 지연이 있습니다. 오늘날의 컴퓨터에서는 충분히 빠르지만 항상 개선의 여지가 있습니다. 새로운 논리 요소는 나노초보다 백만 배 짧은 펨토초 단위로 정보를 처리할 수 있습니다.
이러한 극한 속도를 달성하기 위해 과학자들은 두 개의 금 전극을 연결하는 그래핀 와이어로 구성된 화합물을 만들었습니다.
그래핀이 동기화된 레이저 펄스 쌍에 노출되었을 때 재료의 전자가 여기되어 전극 중 하나로 보내 전류를 생성했습니다.
레이저 펄스의 위상을 조정함으로써 연구원들은 서로를 합산하거나 상쇄하는 두 가지 유형의 전하 캐리어 중 하나의 버스트를 생성할 수 있었습니다. 첫 번째는 출력 1로 간주되고 두 번째는 0으로 간주될 수 있습니다.
최종 결과는 광파 전자 장치로 알려진 아직 이론적인 분야에서 첫 번째 개념 증명을 표시하는 초고속 논리 요소입니다.
연구의 주저자인 Tobias Bulaki는 "이 방법이 컴퓨터 칩에 사용되기까지는 아마도 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 그러나 적어도 이제 우리는 광파 전자 장치가 실제로 가능하다는 것을 알고 있습니다."라고 말했습니다.
이러한 종류의 광파 전자 장치가 시장에 출시된다면 오늘날의 컴퓨터보다 수백만 배 더 빠를 수 있습니다.
현재 동작 속도는 기가헤르츠(GHz) 단위로 측정되지만 새로운 논리 소자는 페타헤르츠(PHZ) 규모로 동작한다.
이전 연구에서는 이것을 빛 기반 컴퓨터 시스템이 얼마나 빠른지에 대한 절대 양자 한계로 설정했습니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.
2022-05-12 13:52:59
작가: Vitalii Babkin