Акустичните чипове отварят пътя за ново развитие на микроелектрониката
(снимка: Linbo Shao/Harvard SEAS)
Учени от Харвардския университет разработиха първия в света компютърен чип, който предава и обработва данни, използвайки звукови вълни, вместо електрони. Иновацията може да намери приложение както в класическите, така и в квантовите компютри.
Данните в съществуващите процесори се предават и обработват или с помощта на електрически ток (електрони), или с помощта на светлинни импулси (фотони). Използването на звукови вибрации за предаване на данни е по-близо до оптичното предаване, но има свои собствени характеристики.
Учените смятат, че основното предимство на акустичния сигнал е способността му за по-силно взаимодействие със системата, в сравнение с фотоните. Така например, звукът може да намали вероятността от грешки или да подобри енергийната ефективност на компютърните системи.
В същото време скоростта на разпространение на звука в материалите е по-ниска, отколкото на електромагнитните вълни със същата честота. Очевидно ще е необходимо да се търси компромис, като се подчертават предимствата и се изравняват недостатъците. Във всеки случай, очертава се нова възможност в микроелектрониката, а кой и как ще я използва е отделен въпрос.
„Акустичните вълни са обещаващи като носители на информация в чип за квантова и класическа обработка на информация, но развитието на акустични интегрални схеми е възпрепятствано от невъзможността да се контролират акустичните вълни по начин с ниски загуби и мащабируемост”, казва Марко Лончар, професор по електротехника и водещ автор на новото изследване, публикувано в сп. Nature Electronics.
„В тази разработка ние показахме, че можем да контролираме акустични вълни върху интегрирана платформа от литиев ниобат, което ни доближава една стъпка по-близо до акустичната интегрална схема”, допълва професорът.
Всъщност учените са създали само един компонент на потенциалния акустичен чип – електроакустичен модулатор. Предишните акустични устройства бяха пасивни. Изобретението на американските учени добавя към инструментите за проектиране на чипове електронни схеми за активно управление на звуковите вълни като носители на цифрова информация.
Модулаторът прилага електрическо поле, за да контролира фазата, амплитудата и честотата на звуковите вълни. По някакъв начин това може да се счита за аналог на транзистора в съвременната електроника. Несъмнено изобретението има голям потенциал и от разработчиците зависи дали той ще бъде усвоен.