Технологии

Жидкокристаллический компьютер, способный вычислять по «ряби»


Расчеты с помощью ряби, как в жидкости… Идея довольно поэтична, но может оказаться чрезвычайно эффективной в области вычислений. Используя особенности жидких кристаллов, ученые работают над созданием удивительного компьютера на основе жидких кристаллов.

Жига Кос из Люблянского университета в Словении и Йорн Дункель из Массачусетского технологического института (MIT) работают над созданием компьютера из жидких кристаллов. Их идея заключается в том, чтобы использовать преимущества небольших несовершенств, которые могут быть найдены в этом материале, для создания так называемых «нематических» битов.

Жидкие кристаллы, подобные тем, что используются во многих телевизионных и компьютерных экранах, состоят из молекул в форме «стержней». Они плавают как жидкость. В «нематических» жидких кристаллах эти молекулы в основном выстроены параллельно друг другу в регулярном порядке.

Однако в этой прекрасной композиции есть структурные дефекты. В телевизионном экране они нежелательны и тщательно устраняются для повышения качества продукции. Однако в методе, использованном исследователями в этом новом исследовании, они являются ценными активами. Поэтому такие точки разрыва даже специально ищут: «Накладывая соответствующие граничные условия закрепления или внешние электрические поля, общий порядок ориентации молекул может быть нарушен локально в отдельных двумерных (2D) точках дефектов или 3D линиях«, — говорят ученые в своей работе, опубликованной в журнале Science Advances.

В «классических» компьютерах все основные вычисления производятся с помощью 0 и 1, объединенных в так называемый двоичный код. Это «биты», основная единица любого компьютерного вычисления. В жидкокристаллическом компьютере все было бы немного иначе. Вместо того чтобы переводиться в строки из 0 и 1, информация кодируется в серии дефектных ориентаций. Короче говоря, дефект жидкого кристалла кодирует разное значение для каждой разной степени смещения относительно других молекул.

Исследователи сравнивают это с работой квантовых компьютеров, которые так известны своей мощностью. Действительно, вариации выходят за рамки простых 0 и 1 и могут представлять информацию «между ними». Поэтому можно считать, что жидкокристаллический компьютер обрабатывает больше информации одновременно, чем обычный компьютер. Чтобы манипулировать этими молекулами и заставить их выполнять вычисления, исследователи рекомендуют использовать электрические поля.

Вычисления будут выглядеть как «рябь» или волны, распространяющиеся по жидким кристаллам. Поскольку жидкие кристаллы — это технология, которая уже широко используется во многих устройствах, ученые считают, что разработка таких компьютеров может быть довольно быстрой. Они уже успешно собрали дефекты жидкого кристалла в узоры, применяя электрические поля в экспериментах.

Back to top button