Ny ljusbaserad datorteknik är tusen gånger snabbare än dagens processorer

Forskare har tagit ett betydande steg mot utvecklingen av ultrasnabba datorer genom att demonstrera en ljusbaserad datorteknik som fungerar i över 10 terahertz – mer än 10 000 GHz och över tusen gånger snabbare än dagens processorer. Forskningsresultaten har publicerats i tidskriften Nature Photonics.

Till skillnad från traditionella chips som bearbetar information genom att flytta elektriska laddningar genom transistorer använder denna nya metod ultrakorta laserpulser för att utföra logiska operationer. Detta tillvägagångssätt gör att forskarna kan kringgå elektronikens fysiska begränsningar som för närvarande hämmar prestandaförbättringar.

Experimentets nyckelkomponent var volframdisulfid – ett ultratunt tvådimensionellt material som bara är tre atomlager tjockt. I detta material kan elektroner existera i två distinkta kvanttillstånd som kallas ”dalar”, vilka fungerar som analoger till konventionella nollor och ettor. Genom att kontrollera dessa tillstånd med en serie ljusblixtar som varar i bara kvadriljondelar av en sekund kunde forskarna växla, stänga av och modifiera informationstillstånd i hittills oöverträffad hastighet.

Det är värt att notera att alla operationer utfördes vid rumstemperatur med laserpulser som redan finns tillgängliga i laboratorier. Forskarna mätte också hur länge informationen förblir stabil innan den försämras – en kritiskt viktig parameter för praktisk implementering av tekniken.

Även om kommersiell tillämpning fortfarande är långt borta – med utmaningar kring skalning och hantering av komplexa ljussekvenser som ännu måste lösas – visar experimentet den grundläggande möjligheten att skapa en ny generation av processorer som fungerar på ljuspulser och skulle kunna leverera exponentiella prestandavinster.