本发明专利技术公开了一种超构体逻辑计算装置，属于信息处理技术领域，包括：发射源：向逻辑计算单元发射平行入射的电磁波；逻辑计算单元：根据石墨烯的化学势和电磁波的相位差进行与逻辑门和异或逻辑门运算，以及二进制数的和数和进数计算；红外传感：接收逻辑计算单元辐射的红外波并将吸收峰的信息传输至数据盒；数据盒：将接收到的吸收峰的信息处理后传输至控制终端，并根据控制终端下发的控制指令调节墨烯的化学势和电磁波的相位差；控制终端：根据接收到的经数据盒处理后的吸收峰的信息，向数据盒下发相应的控制指令。本发明专利技术提供的超构体逻辑计算装置能够实现与逻辑门和异或逻辑门的运算，以及二进制数的和数和进数计算。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超构体逻辑计算装置，属于信息处理。
技术介绍
1、随着社会的不断进步，人类在追求更加小型化但具有更高效处理信息能力的逻辑装置的道路上越走越远。从最初的电子管，发展到晶体管，再到如今的集成电路。但这仍然满足不了人类对低功耗高效率处理数据的要求。因此，量子计算的兴起，似乎给人类在追求更加小型化但具有更高效处理信息能力的逻辑装置的道路上提供了新的研究思路。
2、其中，基于超构体构建逻辑计算装置的技术是一种新兴的量子计算模型技术。它利用超构体的特殊结构来实现信息处理和计算功能。超构体是一种具有特殊的电磁性质的人工合成材料。它通过设计和制造微观结构，；来控制电磁波的传播和相互作用。超构体能够实现负折射率、超透镜效应、超极化等非常规的电磁行为，这些性质在逻辑超构体中被利用来实现信息处理和计算操作。此外，由于其本身能够做到很小的尺寸，且因为是通过电磁波在其内部的性质来实现信息处理和计算操作的，所以逻辑超构体具有体积小、发热低、功耗低、响应迅速等特点。
3、然而现有技术还只是停留在对于用逻辑超构体实现一些简单的逻辑门的研究。这些工作的产品并未能够实现复杂的数学运算，且未能够实现通过对电磁波相位的调控来实现相关运算。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超构体逻辑计算装置，能够实现与逻辑门和异或逻辑门的运算，以及二进制数的和数和进数计算。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种超构体逻辑计算装置，包括：</p>4、发射源：用于向逻辑计算单元发射平行入射的电磁波；
5、逻辑计算单元：用于根据石墨烯混合层中石墨烯的化学势和发射源发射电磁波的相位差进行与逻辑门和异或逻辑门运算，并基于吸收峰出现在同一频点进行二进制数的和数和进数计算；
6、红外传感：用于接收逻辑计算单元辐射的红外波并将吸收峰的信息传输至数据盒；
7、数据盒：用于将接收到的吸收峰的信息处理后传输至控制终端，并根据控制终端下发的控制指令调节石墨烯混合层中石墨烯的化学势和发射源发射电磁波的相位差；
8、控制终端：用于根据接收到的经数据盒处理后的吸收峰的信息，向数据盒下发相应的控制指令。
9、进一步的，所述逻辑计算单元包括相干发生层和设于所述相干发生层两侧的导通层，所述相干发生层包括石墨烯混合层以及由所述石墨烯混合层依次向两侧堆叠的空气、掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡、二氧化皓和二氧化钛，所述导通层包括石墨烯混合层和掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡，其中，所述石墨烯混合层由二氧化硅和石墨烯交错周期排列构成，周期数为6。
10、进一步的，所述相干发生层在空间上高度对称，所述石墨烯混合层在空间上高度对称。
11、进一步的，所述相干发生层中空气、掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡、二氧化皓和二氧化钛的厚度分别为1μm、9μm、6μm和12μm，折射率分别为1、16.49、2.4和2.76。
12、进一步的，所述导通层中掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡的厚度为1μm，折射率为16.49。
13、进一步的，所述石墨烯混合层中二氧化硅和石墨烯的厚度分别为0.1μm和0.34nm，其中，二氧化硅的折射率为1.5，石墨烯的折射率随外界温度、入射电磁波的频率以及其化学势的变化而变化。
14、进一步的，所述发射源设置有2个，2个发射源分别向所述逻辑计算单元发射两束相干电磁波；
15、由设于所述相干发生层两侧的导通层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势构成第一输入端，当设于所述相干发生层两侧的导通层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势为0.001ev时，第一输入端输入低电平，当设于所述相干发生层两侧的导通层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势为0.6ev时，第一输入端输入高电平；
16、由所述相干发生层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势构成第二输入端，当所述相干发生层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势为0.001ev时，第二输入端输入低电平，当所述相干发生层中石墨烯混合层中石墨烯的化学势为0.6ev时，第二输入端输入高电平；
17、由两束相干电磁波的相位差构成第三输入端，当两束相干电磁波的相位差为180°时，第三输入端输入低电平，当两束相干电磁波的相位差为0°时，第三输入端输入高电平；
18、当数据盒固定第一输入端输入低电平时，逻辑计算单元由第二输入端和第三输入端进行与逻辑门运算，当第二输入端和第三输入端均输入高电平时，与逻辑门输出高电平，并形成吸收率大于0.8的吸收峰；
19、当数据盒固定第三输入端输入高电平时，逻辑计算单元由第一输入端和第二输入端进行异或逻辑门运算，当第一输入端和第二输入端输入不同电平时，异或逻辑门输出高电平，并形成吸收率大于0.8的吸收峰；
20、当与逻辑门形成吸收率大于0.8的吸收峰时，逻辑计算单元获取二进制数的进数；
21、当异或逻辑门形成吸收率大于0.8的吸收峰时，逻辑计算单元获取二进制数的和数。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术提供的超构体逻辑计算装置，基于相干吸收的原理，对两束相干电磁波的相位差进行调节，并通过调节石墨烯混合层中石墨烯的化学势，改变导通层的透射率，从而控制吸收峰形成的频点，在同一频点实现与逻辑门和异或逻辑门运算，以及二进制数的和数和进数计算。本专利技术提供的超构体逻辑计算装置结构简单、尺寸紧凑，具有低功耗、小型化和可集成化的特点。
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【技术保护点】
1.一种超构体逻辑计算装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述逻辑计算单元包括相干发生层和设于所述相干发生层两侧的导通层，所述相干发生层包括石墨烯混合层以及由所述石墨烯混合层依次向两侧堆叠的空气、掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡、二氧化皓和二氧化钛，所述导通层包括石墨烯混合层和掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡，其中，所述石墨烯混合层由二氧化硅和石墨烯交错周期排列构成，周期数为6。
3.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述相干发生层在空间上高度对称，所述石墨烯混合层在空间上高度对称。
4.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述相干发生层中空气、掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡、二氧化皓和二氧化钛的厚度分别为1μm、9μm、6μm和12μm，折射率分别为1、16.49、2.4和2.76。
5.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述导通层中掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡的厚度为1μm，折射率为16.49。
6.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述石墨烯混合层中二氧化硅和石墨烯的厚度分别为0.1μm和0.34nm，其中，二氧化硅的折射率为1.5，石墨烯的折射率随外界温度、入射电磁波的频率以及其化学势的变化而变化。
7.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述发射源设置有2个，2个发射源分别向所述逻辑计算单元发射两束相干电磁波；
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【技术特征摘要】
1.一种超构体逻辑计算装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述逻辑计算单元包括相干发生层和设于所述相干发生层两侧的导通层，所述相干发生层包括石墨烯混合层以及由所述石墨烯混合层依次向两侧堆叠的空气、掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡、二氧化皓和二氧化钛，所述导通层包括石墨烯混合层和掺杂了10％比重氧化镁的钛酸锶钡，其中，所述石墨烯混合层由二氧化硅和石墨烯交错周期排列构成，周期数为6。
3.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述相干发生层在空间上高度对称，所述石墨烯混合层在空间上高度对称。
4.根据权利要求2所述的超构体逻辑计算装置，其特征在于，所述相干发生层中空气、掺杂了...
【专利技术属性】
技术研发人员：章海锋，邹家豪，眭钧阳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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