光で動く「光コンピュータ」の時代が近づいている

近年、人工知能、自動運転、ドローン、メタバース技術が将来の基幹産業として注目されており、大量の情報を高速に計算・処理できるコンピュータの需要が爆発的に高まっています。 しかし、今日のコンピュータの頭脳となる電子半導体論理ゲートは、高速なデータ計算や処理能力に限界があり、多くのエネルギーを消費し、発熱が大きいという欠点があります。

韓国科学技術研究院(KIST)と光州科学技術大学(GIST)は、センサーシステム研究センター(KIST)のユシン・パク博士と材料大学院のグン・ヨン・ジョン教授が率いる研究チームが発表した。科学と工学 (GIST)、開発しました有機-無機ペロブスカイトフォトダイオードを使用した超高速、高効率の光電子論理ゲート（OELG）。

OELGは高速かつ高効率の特性を持っています。 入力信号として光を使用するため、物理的にエネルギー損失が少なく、電力供給なしで光エネルギーのみで動作します。 研究チームは、積層型ペロブスカイト光電子論理ゲートを実装しました。 2層のペロブスカイト薄膜をサンドイッチ状に垂直に積層し、波長と強度の異なる2つの光を入力することで所望の2値論理演算が可能であることを証明した。

ペロブスカイト光電子論理ゲートは光を利用して光電流の極性を自由に変更できるため、同じ入力値に対して複数の論理ゲート演算結果を実行することが可能です。 したがって、1つのデバイス上で1つの論理演算しか実行できない既存の論理ゲートと比較して、今回開発された論理ゲートは、AND、OR、NAND、NOR、NOTなどの5つの異なる基本論理演算をすべて実装できます。 1 つの論理ゲートが 5 つの論理ゲートのように機能できるため、高い空間効率と統合を備えた光プロセッサの開発が可能になります。

パク氏は、「光入力に応じて複数の論理演算を実行するペロブスカイト光電子論理ゲートは、将来、超小型で低電力の汎用光センサープラットフォームに使用されることが期待される」と述べた。 鄭教授は、「今回の研究で開発された光電子論理ゲートは、5つの基本的な論理演算を1つのデバイスで実現する光コンピューティングの研究開発の成果であり、次世代の光通信、光ネットワーク、ヘルスケアの研究開発に大きく貢献するだろう」と期待した。

- このプレスリリースは国家科学技術研究評議会によって提供されました。