Los sistemas informáticos actuales representan bits de información, los 1 y 0 del código binario, con electricidad. Los elementos del circuito, como los transistores, operan con estas señales eléctricas, produciendo salidas que dependen de sus entradas.
Tan rápido y poderoso como se han vuelto las computadoras, Ritesh Agarwal, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania, sabe que podrían ser más poderosas. El campo de la computación fotónica tiene como objetivo lograrese objetivo utilizando la luz como medio.
La investigación de Agarwal sobre computación fotónica se ha centrado en encontrar la combinación correcta y la configuración física de materiales que puedan amplificar y mezclar ondas de luz de formas análogas a los componentes electrónicos de las computadoras.
en un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , él y sus colegas han dado un paso importante: controlar con precisión la mezcla de señales ópticas a través de campos eléctricos personalizados y obtener resultados con un contraste casi perfecto y relaciones de encendido / apagado extremadamente grandes. Esas propiedades son clave para la creación de untransistor óptico de trabajo.
"Actualmente, para calcular '5 + 7', necesitamos enviar una señal eléctrica para '5' y una señal eléctrica para '7', y el transistor realiza la mezcla para producir una señal eléctrica para '12 '".Agarwal dijo: "Uno de los obstáculos para hacer esto con la luz es que los materiales que pueden mezclar señales ópticas también tienden a tener señales de fondo muy fuertes. Esa señal de fondo reduciría drásticamente el contraste y las relaciones de encendido / apagado que conducen a errores.en la salida. "
Con las señales de fondo eliminando la salida deseada, las cualidades necesariamente computacionales de los transistores ópticos, como su relación de encendido / apagado, la fuerza de modulación y el contraste de mezcla de la señal, han sido extremadamente malas. Los transistores eléctricos tienen altos estándares para estas cualidades para evitar errores.
La búsqueda de materiales que puedan servir en transistores ópticos se complica por requisitos de propiedades adicionales. Solo los materiales "no lineales" son capaces de este tipo de mezcla de señales ópticas.
Para abordar este problema, el grupo de investigación de Agarwal comenzó por encontrar un sistema que no tiene señal de fondo para comenzar: un "cinturón" a nanoescala hecho de sulfuro de cadmio. Luego, aplicando un campo eléctrico a través del nanocinturón, Agarwal y sus colegascapaz de introducir no linealidades ópticas en el sistema que permiten una salida de mezcla de señal que de otro modo sería cero.
"Nuestro sistema se enciende de cero a valores extremadamente grandes y, por lo tanto, tiene un contraste perfecto, así como una gran modulación y relaciones de encendido / apagado", dijo Agarwal. "Por lo tanto, por primera vez, tenemos un dispositivo óptico con salidaque realmente se parece a un transistor electrónico. "
Con uno de los componentes clave enfocados, los próximos pasos hacia una computadora fotónica implicarán integrarlos con interconexiones ópticas, moduladores y detectores para demostrar el cálculo real.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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