|
Профессор Баовэнь Ли получает премию в полмиллиона долларов за свои исследования по управлению тепловой энергией. Фото с сайта nus.edu.sg.
|
Ученые создали логические вентили 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.
