Разработана основа для сверхбыстрой оптической памяти

Исследователи из России и Китая разработали микроскопическую оптическую "ловушку" для света в кремниевой фотонной структуре, которая послужит основой для сверхбыстрой и энергоэффективной оптической памяти нового поколения. Об этом ТАСС сообщила пресс-служба Университета ИТМО (Санкт-Петербург).

Как отмечают ученые, в последние десятилетия ученые и инженеры со всего мира работают над созданием фотонных аналогов интегральных схем и других компонентов обычных электронных вычислительных устройств. Их разработка в теории позволит резко сократить расходы энергии на проведение вычислений и обработку данных, однако пока этому мешает то, что для хранения информации подобные машины используют обычную электронную память.

Исследователи из ИТМО и Пекинского университета смогли решить эту проблему и создали микроскопическую оптическую "ловушку" для света на кремниевом чипе, которая станет основой для оптической памяти будущего. Для этого физики разработали особую конструкцию чипа, которая позволяет совместить компактность, энергоэффективность и высокую добротность - показатель того, насколько эффективно устройство удерживает свет внутри себя.

Исследователям удалось структурировать кремниевый чип таким образом, что внутри него возникает два близких по частоте оптических резонанса, которые при этом связаны друг с другом через общий канал излучения. Резонансы помогают свету "застревать" внутри микроструктуры и усиливают его взаимодействие с материалом, благодаря чему даже очень слабые световые сигналы порождают сильный нелинейный отклик, что позволяет удерживать свет в трех состояниях.

Ученые проверили свой подход на практике и изготовили экспериментальные образцы оптической памяти, размер прототипа которой составляет менее 20 микрометров, и при этом он потребляет лишь четверть милливатта энергии. Единичные структуры такого рода можно комбинировать и создавать на их базе матрицы памяти, логические элементы и прочие блоки фотонных чипов, необходимые для создания полноценных систем оптических вычислений, подытожили исследователи.