ساخت رایانه‌های پیشرفته با استفاده از کریستال‌های مایع

به گزارش , امواج و عیوب کریستال‌های مایع را که مشابه همتایان خود در تلویزیون‌ها هستند، می‌توان برای ساخت نوع جدیدی از رایانه به کار برد. کامل نبودن کریستال‌ها می‌تواند نقص‌هایی را در شبکه بلوری ایجاد کند که با استفاده از "میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری“(TEM) قابل مشاهده هستند.

"ژیگا کاس“(Žiga Kos)، پژوهشگر "دانشگاه لیوبلیانا“(University of Ljubljana) در اسلوونی و "یورن دانکل“(Jضrn Dunkel)، پژوهشگر دانشگاه "ام‌آی‌تی“(MIT)، جایگزین‌هایی را برای مولفه‌های اصلی رایانه‌ها پیشنهاد کرده‌اند که در آنها به جای تجهیزات الکترونیکی، از کریستال‌های مایع "نماتیک“(Nematic) استفاده می‌شود.

کاس گفت: کریستال‌های مایع از مولکول‌های میله‌ای شکل تشکیل شده‌اند که مانند مایعات در اطراف می‌چرخند و در کریستال‌هایی که نماتیک هستند، مولکول‌ها عمدتا با یکدیگر موازی هستند. در دستگاه‌هایی مانند صفحه‌ نمایش تلویزیون، مولکول‌های عجیب و غریبی که در مسیر اشتباه قرار می‌گیرند باید طی فرآیند تولید حذف شوند اما این نقص‌ها برای ساخت یک رایانه کریستال مایع، مهم هستند.

در رایانه‌های معمولی، اطلاعات به صورت یک مجموعه بیت و نسخه‌های الکترونیکی ۱ و ۰ ذخیره می‌شود. در رایانه کریستال مایع کاس و دانکل، اطلاعات به یک مجموعه از جهت‌گیری‌های معیوب تبدیل می‌شوند. یک نقص کریستال مایع می‌تواند مقدار متفاوتی را برای هر درجه از ناهماهنگی با مولکول‌های دیگر رمزگذاری کند.

سپس می‌توان از میدان‌های الکتریکی برای دستکاری مولکول‌ها به منظور انجام دادن محاسبات اولیه استفاده کرد. این کار مشابه نحوه عملکرد مدارهای ساده‌ای به نام "دروازه‌های منطقی“(logic gates) در یک رایانه معمولی است. محاسبات در این رایانه پیشنهادی، به صورت امواج پراکنده در مایع ظاهر می‌شوند.

دانکل گفت: از آنجا که رایانه کریستال مایع فقط از ۰ و ۱ استفاده نمی‌کند، برخی از محاسبات آن مشابه نحوه کار رایانه‌های کوانتومی هستند زیرا آنها می‌توانند به صورت همزمان اطلاعات بیشتری را نسبت به رایانه‌های معمولی پردازش کنند. در این رایانه‌ها به طور ویژه، حالت‌هایی که کاملا ۰ نیستند و کاملا ۱ نیستند و در رایانه‌های معمولی وجود ندارند، می‌توانند استفاده شوند. از آنجا که فناوری کریستال مایع نسبتا پیشرفته است، امکان دارد ساخت رایانه از آنها به اندازه ساخت رایانه‌های کوانتومی طول بکشد.

به نقل از نیو ساینتیست، "توماس ماچون“(Thomas Machon)، پژوهشگر "دانشگاه بریستول“(University of Bristol) گفت: کریستال‌های مایع، موادی آشنا هستند زیرا ما زمان زیادی را صرف تماشای صفحه‌نمایش می‌کنیم اما این پژوهش جدید نشان می‌دهد که می‌توان از آنها به روشی بسیار متفاوت استفاده کرد که از رایانه‌های کوانتومی تقلید می‌کند.

کاس گفت: پژوهشگران دیگر پیشتر در آزمایش‌هایی، عیوب کریستال مایع را به شکل الگوهایی با میدان‌های الکتریکی با موفقیت جمع‌آوری کرده‌اند. بنابراین، ابتدایی‌ترین فناوری برای آغاز ساخت یک رایانه کریستال مایع نماتیک، از پیش وجود دارد.
این پژوهش، در مجله"Science Advances“به چاپ رسید.