L'ère des « ordinateurs optiques » exploités par la lumière approche à grands pas

La demande augmente de manière explosive pour des ordinateurs capables de calculer et de traiter rapidement de grandes quantités d'informations ces derniers temps, alors que l'intelligence artificielle, les voitures autonomes, les drones et les technologies métavers attirent l'attention en tant qu'industries clés de l'avenir. Cependant, les portes logiques électroniques à semi-conducteurs, qui servent aujourd'hui de cerveau aux ordinateurs, ont des capacités limitées de calcul et de traitement de données à grande vitesse et présentent des inconvénients en ce sens qu'elles consomment beaucoup d'énergie et génèrent une chaleur considérable.

L'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) et l'Institut des sciences et technologies de Gwangju (GIST) ont annoncé que leurs équipes de recherche, dirigées par le Dr Yusin Pak du Sensor System Research Center (KIST) et le professeur Gun Young Jung de l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux (GIST),a développéune porte logique optoélectronique ultra-rapide et à haut rendement (OELG) en utilisant des photodiodes pérovskites organiques-inorganiques.

L'OELG a des caractéristiques à grande vitesse et à haut rendement; il utilise la lumière comme signal d'entrée, ce qui démontre une faible perte d'énergie physique et ne peut fonctionner qu'avec de l'énergie lumineuse sans alimentation électrique. Les équipes de recherche ont mis en œuvre une porte logique optoélectronique en pérovskite empilée. Deux couches de films minces de pérovskite sont empilées verticalement comme un sandwich et ont prouvé que l'opération logique binaire souhaitée est possible en entrant deux lumières de longueurs d'onde et d'intensités différentes.

Comme la porte logique optoélectronique pérovskite peut modifier librement la polarité du photocourant à l'aide de la lumière, il est possible d'exécuter plus d'un résultat d'opération de porte logique pour la même valeur d'entrée. Par conséquent, par rapport à la porte logique existante qui ne peut effectuer qu'une seule opération logique sur un seul appareil, la nouvelle porte peut implémenter les cinq opérations logiques de base différentes telles que AND, OR, NAND, NOR et NOT. Il permet le développement de processeurs optiques à haute efficacité spatiale et intégration, car une porte logique peut fonctionner comme cinq portes logiques.

Pak a déclaré: "Les portes logiques optoélectroniques pérovskites qui exécutent plusieurs opérations logiques en réponse à une entrée optique devraient être utilisées à l'avenir pour les plates-formes de capteurs optiques universelles ultra-petites et à faible puissance." Jung s'attendait à ce que "la porte logique optoélectronique développée grâce à cette recherche soit le résultat de la R&D informatique optique qui réalise cinq opérations logiques de base en un seul appareil, et contribuera grandement à la communication optique de nouvelle génération, au réseau optique et à la R&D dans le domaine des soins de santé".

- Ce communiqué de presse a été fourni par le National Research Council of Science & Technology