Когда-то компьютеры издавали звуки. Мы не имеем в виду воспроизведение музыки или звуковых эффектов, а настоящие звуки изнутри. В основном это были двигающиеся головки на жестких дисках или визг модема, но это успокаивало, потому что вы знали, что что-то происходит. Сегодня вам повезет, если вы услышите жужжание вентилятора. Но в статье в журнале Nature Electronics описывается использование акустических волн для выполнения тех же задач, что и электроны в компьютерных процессорах. Могут ли ПК снова петь?

Документ является работой Линьбо Шао, Ди Чжу и команды из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона. Он называется "Электрическое управление поверхностными акустическими волнами" и описывает чип звуковых волн, который работает как фотонный процессор. Эти экзотические схемы меняют местами высокое и низкое напряжения, используемые транзисторами, для создания двоичных инструкций для модулированных фотонов, используя для передачи данных устройства, известные как волноводы.

Акустический чип работает аналогично, хотя скорость звука заметно меньше, чем скорость света или электричества. Это, по-видимому, не имеет значения, благодаря легкости, с которой короткие акустические волны могут быть ограничены с помощью наноразмерных структур, сохраняя при этом сильные взаимодействия внутри своей системы. Это ограничение делает их полезными как для классических, так и для квантовых вычислительных приложений.

На самом деле  было доказано, что акустическими волнами можно управлять на интегрированной платформе ниобата лития (соединение ниобия, лития и кислорода, которое не встречается в природе, но образует кристаллы, используемые в волноводах, пьезоэлектрических датчиках и вашем мобильном телефоне). На самом деле они построили не акустический процессор, а модулятор, который может управлять фазой, амплитудой и частотой волн. Это позволило команде «настроить» акустику так, как они не могли раньше.

"Предыдущие акустические устройства были пассивными, но теперь у нас есть электрическая модуляция для активной настройки акустических устройств, что обеспечивает множество функций в будущем развитии обработки микроволновых сигналов с использованием этих типов акустических устройств", — сказал Шао, первый автор исследования доцент в Технологическом институте Вирджинии.

Следующим шагом будет создание более крупных и сложных схем акустических волн, которые будут интегрироваться с другими квантовыми системами. «Наша работа прокладывает путь к высокопроизводительным устройствам и схемам на основе акустических волн для обработки микроволновых сигналов следующего поколения, а также к квантовым сетям и интерфейсам на кристалле, связывающим различные типы квантовых систем, включая твердотельные атомные системы и сверхпроводящие кубиты. — сказал Шао.

А что касается поющих процессоров, то, наверное, этого не стоит ожидать: волны, используемые в экспериментах, имеют частоты, измеряемые в гигагерцах, выше, чем даже у самого грозного сопрано.