Создан логический вентиль для теплового компьютера

Вентили - основные элементы логической обработки данных - состоят из термических транзисторов, в которых носителем информации является наличие/отсутствие не электрического тока, а передачи тепла, сообщает PhysOrg.

В простейшем транзисторе обычного компьютера основным носителем информации является электрический ток: есть ток - транзистор находится в открытом состоянии, нет тока - в закрытом (на самом деле стандартный транзистор устроен чуть сложнее: состояние зависит от напряжения). В оптическом компьютере (такие уже созданы) функцию тока выполняет свет.

Профессор Баовэнь Ли (Baowen Li) и его коллеги из Национального университета Сингапура уже несколько лет работают над созданием еще одного типа компьютера, в котором носителем информации было бы тепло - тот вид энергии, который обычно считается в информационных технологиях бесполезным и даже вредным. Тепловой компьютер также называют "фононным": в обычном компьютере информацию переносят электроны, в оптическом - фотоны, а в тепловом - фононы. Фононы - это квазичастицы, представляющие собой квант колебаний атомов твердого тела. С их помощью удобно описывать, в частности, передачу тепла.

Простейшим элементом теплового компьютера является термический транзистор, состоящий из трех точек (в обычных транзисторах точки называются электродами): две, определяющие состояние транзистора, особым образом соединены, третья - контрольная. Тепло в транзисторе передается колебаниями кристаллической решетки. Когда колебательные спектры двух точек перекрываются, между точками возникает устойчивый поток тепловой энергии (открытое состояние), когда не перекрываются - потока нет или он очень слаб (закрытое состояние).

Чтобы состояния были устойчивыми, система должна обладать особым свойством - малым тепловым откликом - большое изменение температуры должно вызывать малое изменение теплового потока. Сингапурская группа научилась делать такие системы в 2006 году.

На данный момент термические транзисторы позволяют оцифровывать тепловой сигнал, а также создавать вентили NOT (отрицание) и AND/OR (нестрогое ?или?).

Исследователи утверждают, что потенциальный тепловой компьютер будет требовать сравнительно мало энергии и сможет питаться, например, остаточным теплом, производимым другими устройствами.