Por Tarranix
Tecnología
La puerta Toffoli es una conocida puerta lógica reversible capaz de reproducir cualquier componente lógico, desde simples circuitos lógicos hasta completas unidades lógicas aritméticas (ALU). Su tabla de verdad se caracteriza por tres entradas y tres salidas. Cuando ambas entradas de control A y B son iguales a 1, la salida objetivo C invierte su valor lógico con respecto a la entrada; de lo contrario, la salida permanece sin cambios.
El proyecto Tarranix implementa este comportamiento utilizando la interferencia de haces ópticos, lo que permite controlar totalmente la operación lógica a través de estructuras fotónicas de onda guiada.
Las figuras siguientes presentan los resultados de la simulación para dos configuraciones de entrada representativas: 111 y 110.
Figura 1. Entrada 111, simulación en el plano XY e intensidad de las tres salidas
Figura 2. Entrada 110, simulación en el plano XY e intensidad de las 3 salidas
Para cuantificar el rendimiento de la puerta, la intensidad de referencia 𝐼𝐴′𝐵′ se define como la intensidad media de las salidas A′ y B′. Según esta definición, la salida objetivo C′ (la onda guiada central) presenta una intensidad normalizada de IC’ = 0,95 IA’B’ para la entrada 110, mientras que la intensidad disminuye a IC’ = 0,63 IA’B’ para la entrada 111.
Este claro contraste de intensidad demuestra la implementación exitosa de una puerta Toffoli totalmente óptica. El equipo está trabajando actualmente en aumentar aún más este contraste, con el objetivo final de conectar en cascada múltiples puertas para construir circuitos lógicos ópticos completos.
Tarranix ha desarrollado un acoplador de rejilla vertical de 6 µm para interconexiones fotónicas 3D. Las simulaciones con Si/SiO₂ muestran un acoplamiento de luz eficiente. Se está desarrollando una versión con Si₃N₄ para mejorar el rendimiento.
Tarranix ha completado la primera fase de diseño de un transistor de cristal fotónico (PhC) con emisión fuera del plano, adaptado a las capacidades de fabricación de la UPC.
El proyecto Tarranix ha completado con éxito simulaciones utilizando una estructura cruzada de cristal fotónico, lo que supone un paso clave en el desarrollo de la lógica óptica con seis estados lógicos por transistor.
