Nowa technologia obliczeniowa oparta na świetle osiąga 10 000 GHz, ponad 1000 razy szybciej niż dzisiejsze procesory

Współczesne komputery opierają się na przenoszeniu ładunków elektrycznych przez tranzystory półprzewodnikowe, co jest procesem ograniczonym fizycznymi limitami prędkości. Aby przełamać tę barierę, zespół badawczy kierowany przez naukowców z Politechniki w Mediolanie z powodzeniem wykorzystał oscylujące światło nie tylko do przesyłania danych, ale także do ich przetwarzania. Opublikowane w czasopiśmie Nature Photonics badanie pokazuje, że wysoce kontrolowane impulsy laserowe mogą manipulować materią w celu wykonywania operacji logicznych na częstotliwościach przekraczających 10 teraherców (THz) - ponad 1000 razy szybciej niż najlepsze procesory na rynku.

Aby osiągnąć te prędkości, naukowcy wykorzystali dwusiarczek wolframu, mikroskopijny dwuwymiarowy materiał o grubości zaledwie trzech warstw atomowych. W tej niezwykle cienkiej warstwie elektrony mogą być wprowadzane w dwa różne stany kwantowe, powszechnie określane jako "doliny" Te doliny działają jako nowy rodzaj jednostki informacji, funkcjonując podobnie jak standardowe zera i jedynki w tradycyjnych komputerach, ale można je kontrolować znacznie szybciej. Stosując precyzyjną sekwencję niezwykle krótkich błysków światła - z których każdy trwa zaledwie kilka kwadrylionowych części sekundy - naukowcy byli w stanie selektywnie aktywować, dezaktywować i manipulować tymi stanami informacyjnymi.

Co ciekawe, te ultraszybkie operacje zostały wykonane w temperaturze pokojowej przy użyciu impulsów świetlnych, które są już standardem w warunkach laboratoryjnych. To optyczne podejście pozwoliło również zespołowi niezależnie zmierzyć, jak długo zakodowana informacja pozostaje stabilna przed degradacją, co jest krytycznym czynnikiem dla każdego przyszłego praktycznego zastosowania.

Chociaż naukowcy przyznają, że nadal istnieją przeszkody - takie jak skalowanie liczby bitów i projektowanie bardziej złożonych sekwencji impulsów świetlnych - ta udana demonstracja stanowi konkretną podstawę dla nowej generacji ultraszybkiego sprzętu komputerowego zasilanego światłem.