点亮逻辑：工程师用光执行计算逻辑

研究人员第一次使用电场和紫外线进行逻辑运算 - 计算的基础。该设备和开创性的方法开辟了研究的可能性，包括低功耗，高性能的计算机芯片。

计算机需要升级。从智能手表到数据中心，所有计算机都具有类似的组件，包括处理器和内存。这些半导体芯片包括硅床上的微小电子晶体管。由于物质在它们接近的量子尺度上的表现如何，因此这些装置不能做得更小。出于这个原因，工程师设计了新的方法和材料来执行逻辑和存储功能。

来自东京大学化学与生物技术系的博士生Yano，讲师Yoshimitsu Itoh和Takuzo Aida教授及其团队开发了一种装置，该装置演示了对计算有用的功能。传统的计算机使用电荷来表示二进制数字(1和0)，但工程师的设备使用电场和紫外线。与基于电荷的逻辑相比，这些允许更低的功率操作并产生更少的热量。

该器件与当前的半导体芯片也有很大的不同，因为它本质上是化学的，并且这种特性使其在计算的未来具有潜在的实用性。这不仅仅是功率和热量的好处; 这种装置也可以便宜而且容易地制造。该装置具有圆盘和棒状分子，可在适当条件下自组装成螺旋形楼梯状形状，称为柱状液晶(CLC)。

“我喜欢用化学方法创造一种装置的一件事是它不是'建造'某种东西;相反，它更像是'成长'的东西，”Itoh说。“凭借精确的精确度，我们将我们的化合物哄骗形成具有不同功能的不同形状。将其视为化学编程。”

在逻辑操作开始之前，研究人员将一个CLC样品夹在两个电极覆盖的玻璃板之间。被极化的光 - 总是在一个平面内振动 - 通过样品到达另一侧的探测器。

在样本的默认状态下，CLC以随机定向状态存在，允许光到达检测器。当电场或UV光单独接通然后关闭时，检测到的输出保持不变。但是当电场和紫外线一起接通然后在大约一秒钟后再次关闭时，CLC以阻挡探测器的方式排列。

如果亮度和暗度的“输出”状态以及电场和UV光的“输入”状态都被指定为二进制数字以识别它们，则该过程有效地执行所谓的逻辑AND功能 - 所有输入该函数必须为“1”，输出为“1”。

“AND函数是几个基本逻辑函数之一，但最重要的计算函数是NOT-AND或NAND函数。这是进一步研究的几个领域之一，”Yano解释道。“我们还希望提高CLC的速度和密度，使其更加实用。我很着迷于像我们用于制造CLC的自组装分子如何产生逻辑功能等现象。”