Международная команда ученых под руководством Хариша Бхаскарана (Harish Bhaskaran) из Оксфордского университета разработала блок памяти, полностью основанный на фотонах. Такая оптическая память обеспечивает ультрабыстрое сохранение данных, которое давно требуется для дальнейшего развития вычислительных технологий. Сообщение ученых о разработке ученых опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о ней рассказывает сайт журнала Science.
Для создания чипа нового поколения ученые использовали стеклообразный сплав германия, теллура и сурьмы, известный под названием GST, который применяется в перезаписываемых CD и DVD-дисках. Этот полупроводник под действием электрических или оптических импульсов может переключаться между аморфным и кристаллическим состоянием, и в зависимости от состояния по-разному отражать и поглощать свет.
Пластинки из этого материала ученые разместили над проводом из нитрида кремния, пропускающим лазерный импульс: фотоны, проходя по нему, взаимодействуют с пластинками. При этом мощный импульс расплавляет пластинку, и материал переходит в аморфное состояние, а импульс меньшей силы не доводит материал до точки плавления, но разогревает достаточно, чтобы перевести его в состояние кристаллизации. Именно так система кодирует «0» и «1» бинарного кода. Но записанную такую образом информацию инженеры научились и считывать. При слабом импульсе часть фотонов проникает в полупроводник: их количество, разное в зависимости от состояния материала, можно считывать. При этом если посылать через провод свет сразу с разными длинами волн, то процесс записи и считывания можно вести одновременно.
В итоге можно обрабатывать информацию с огромными скоростями, недоступными современным устройствам. Но, мало того, ученые также научились управлять источником света таким образом, чтобы задавать определенное соотношение аморфных и кристаллических частей. Это означает, что кодировать информацию можно уже не только бинарным кодом, а вмещать в один бит намного больше единиц шифра.
