Fényalapú számítástechnológia: több mint 10 terahertzen működő processzorok

Tudósok jelentős lépést tettek az ultra-gyors számítógépek fejlesztése felé, bemutatva egy fényalapú számítástechnológiát, amely több mint 10 terahertzen működik – ez meghaladja a 10 000 GHz-t, és több mint ezerszer gyorsabb a jelenlegi processzoroknál. A kutatási eredményeket a Nature Photonics című tudományos folyóirat közölte.

A hagyományos chipekkel ellentétben, amelyek az információt elektromos töltések mozgatásával dolgozzák fel tranzisztorokon keresztül, ez az új módszer ultra-rövid lézerimpulzusokat használ logikai műveletek végrehajtásához. Ez a megközelítés lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megkerüljék az elektronika fizikai korlátait, amelyek jelenleg korlátozzák a teljesítményjavulásokat.

A kísérlet kulcsfontosságú összetevője a volfrándiszulfid volt – egy ultra-vékony, kétdimenziós anyag, amely mindössze három atomréteg vastag. Ebben az anyagban az elektronok két különálló kvantumállapotban létezhetnek, amelyeket „völgyeknek” neveznek, és ezek a hagyományos nullák és egyesek analógjaként funkcionálnak. Ezeket az állapotokat másodperc kvadrillióihoz tartozó fényvillanások sorozatával irányítva a kutatók példátlan sebességgel tudták kapcsolni, kikapcsolni és módosítani az információállapotokat.

Figyelemreméltó, hogy minden műveletet szobahőmérsékleten végeztek, laboratóriumokban már rendelkezésre álló lézerimpulzusokkal. A tudósok azt is megmérték, hogy mennyi ideig marad stabil az információ a romlás előtt – ez egy kritikus fontosságú paraméter a technológia gyakorlati alkalmazásához.

Míg a kereskedelmi alkalmazás még távoli – a skálázás és a bonyolult fénysorozatok kezelése körüli kihívások még megoldandók –, a kísérlet bemutatja az új generációs processzorok létrehozásának alapvető lehetőségét, amelyek fényimpulzusokon működnek és exponenciális teljesítménynövekedést nyújthatnak.