Najszybsze w historii bramki logiczne mogą sprawić, że nasze przyszłe komputery będą nawet milion razy szybsze!
Zsynchronizowane pary impulsów laserowych napędzają najszybsze bramki logiczne, jakie kiedykolwiek stworzono, co ostatecznie może dać komputerom milionowy wzrost prędkości! Bramki logiczne to podstawowe elementy składowe komputerów, a naukowcy z University of Rochester opracowali najszybsze jakie kiedykolwiek stworzono. Strzelając w grafen i złoto impulsami laserowymi, nowe bramki logiczne są milion razy szybsze niż te w istniejących komputerach, demonstrując wykonalność „elektroniki fal świetlnych”.
Bramki logiczne pobierają dwa wejścia, porównują je, a następnie wyprowadzają sygnał na podstawie wyniku. Mogą na przykład wysyłać 1, jeśli oba sygnały przychodzące mają wartość 1 lub 0, lub jeśli jeden z nich lub żaden z nich nie jest 1, między innymi „regułami”. Miliardy pojedynczych bramek logicznych są upchane w chipach, aby tworzyć procesory, pamięć i inne komponenty elektroniczne.
Bramki logiczne nie działają jednak natychmiastowo – podczas przetwarzania danych wejściowych występuje opóźnienie rzędu nanosekund. To wystarczająco szybko dla nowoczesnych komputerów, ale zawsze jest miejsce na ulepszenia. A teraz nowe bramki logiczne zespołu Rochester przetwarzają informacje w zaledwie femtosekundach, które są milion razy krótsze niż nanosekundy.
Aby osiągnąć te ekstremalne prędkości, zespół wykonał złącza składające się z drutu grafenowego łączącego dwie złote elektrody. Kiedy grafen został uderzony zsynchronizowanymi parami impulsów laserowych, elektrony w materiale zostały wzbudzone, wysyłając je w kierunku jednej z elektrod, generując prąd elektryczny.
Dostosowując fazę impulsów laserowych, zespół był w stanie wygenerować impuls jednego z dwóch rodzajów nośników ładunku, które albo sumowały się, albo znosiły się nawzajem – pierwszy można uznać za 1 wyjście, a drugi za 0 – efektem końcowym jest ultraszybka bramka logiczna, będąca pierwszym dowodem słuszności koncepcji jeszcze teoretycznej dziedziny znanej jako elektronika fal świetlnych (ang. lightwave electronics).
Prawdopodobnie minie bardzo dużo czasu, zanim ta technika będzie mogła zostać zastosowana w chipie komputerowym, ale przynajmniej już wiemy, że elektronika fal świetlnych jest praktycznie możliwa – powiedział główny badacz zespołu – Tobias Boolakee.
Jeśli tego rodzaju urządzenia elektroniczne wykorzystujące fale świetlne kiedykolwiek trafią na rynek, mogą być miliony razy szybsze niż dzisiejsze komputery. Obecnie mierzymy prędkości przetwarzania w gigahercach (GHz), ale te nowe bramki logiczne działają w skali petaherców (PHz). Wcześniejsze badania określiły to jako bezwzględną granicę kwantową szybkości, jaką mogą osiągnąć systemy komputerowe oparte na świetle.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Uniwersytet Rochester | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.