Componente lógico de luz alcança 240 GHz em temperatura ambiente

Eletr?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/05/2025

Trans?stor de polaritons

Uma s?rie de inova??es t?m-nos colocado cada vez mais perto da computa??o com luz.

Uma dessas inova??es foi uma porta l?gica universal do tipo NOR (de NOT, um operador de nega??o, e OR, um operador de disjun??o), totalmente ?ptica, desenvolvida no ano passado por uma equipe da Alemanha e da R?ssia.

Agora a mesma equipe descobriu que sua porta l?gica ?ptica ? muito melhor do que eles pr?prios previam: O dispositivo funciona a uma velocidade de 240 GHz em temperatura ambiente.

A porta funciona com base em condensados de quasipart?culas chamadas polaritons, que s?o part?culas h?bridas formadas pelo acoplamento de luz e mat?ria, geralmente descritas como um "fluido qu?ntico de luz", que pode ser controlado atrav?s do seu componente de mat?ria - o nome t?cnico dessa luz l?quida ? condensado de polaritons.

Al?m de operar ? temperatura ambiente, a porta l?gica possui m?ltiplas entradas, pode funcionar centenas de vezes mais r?pido do que seus an?logos eletr?nicos e tamb?m ? totalmente ?ptica, ou seja, funciona sem corrente el?trica.

Assim como as portas l?gicas eletr?nicas s?o conectadas para fazer os processadores tradicionais, esses componentes ?pticos podem ser conectados em um circuito, rumo a uma computa??o totalmente com luz, muito mais r?pida e consumindo muito menos energia.

Porta l?gica universal de luz

A velocidade dos transistores de polariton ? determinada pela rapidez com que estados l?gicos consecutivos podem ser executados. Esse processo requer uma redu??o suficiente na popula??o de polaritons que marca o estado "1", para garantir uma distin??o clara entre os estados l?gicos "1" e "0".

? medida que a frequ?ncia operacional aumenta, os polaritons residuais do primeiro pulso podem amplificar involuntariamente o segundo pulso, criando assim uma amplifica??o m?xima em algum atraso de tempo diferente de zero entre as sequ?ncias de pulsos.

"Nosso novo estudo revelou que nossa porta l?gica pode operar a 240 GHz. Tamb?m descrevemos o efeito da extin??o bimolecular, que ? importante considerar nos c?lculos, j? que ela limita a frequ?ncia m?xima de clock de um dispositivo de polariton - a deslocaliza??o de polaritons leva a perdas adicionais," explicou Mikhail Misko, do Instituto de Ci?ncia e Tecnologia Skolkovo.

A equipe tamb?m definiu par?metros operacionais adicionais para a opera??o pr?tica do componente: Para um desempenho ideal, a dura??o dos pulsos de bombeamento deve ser menor do que os tempos caracter?sticos dos processos relevantes para gerenciar efetivamente a din?mica dos polaritons e melhorar a funcionalidade dos circuitos l?gicos ?pticos.

Esse ? outro passo importante rumo ? computa??o ?ptica, ou computa??o fot?nica - computadores ?pticos poder?o trabalhar centenas de vezes mais r?pido do que os computadores eletr?nicos, e n?o v?o esquentar quase nada, consumindo muito menos energia.

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