Tranzistorul cuantic Petahertz ar putea stabili un nou punct de referință pentru calculatoarele viitoare
Redactor de luare: Universitatea din Arizona ar putea deveni locul de naștere al primului tranzistor de viteză Petahertz din lume. Dacă are succes, această lucrare de cercetare ar putea marca zorii unei noi ere în calcul, unde viteza luminii, mai degrabă decât electricitatea, stabilește ritmul pentru inovație.
O echipă de oameni de știință a dezvăluit o descoperire care ar putea propulsa într -o zi calculatoarele să funcționeze cu viteze de milioane de ori mai rapide decât cele mai avansate procesoare de astăzi.
Descoperirea, condusă de cercetătorii de la Universitatea din Arizona și colaboratorii lor internaționali, se concentrează pe valorificarea impulsurilor ultrarapele de lumină pentru a controla mișcarea electronilor în grafen – un material cu un singur atom gros.
Cercetarea, publicată recent în Nature Communications, demonstrează că electronii pot fi făcuți pentru a ocoli barierele aproape instantaneu prin tragerea impulsurilor laser care durează mai puțin de un trilionime de secundă la grafen. Acest fenomen, cunoscut sub numele de tunel cuantic, a intrigat de mult timp fizicieni, dar capacitatea echipei de a o observa și de a o manipula în timp real marchează o etapă semnificativă.
Mohammed Hassan, profesor asociat de fizică și științe optice la Universitatea din Arizona, a explicat că acest avans ar putea să creeze viteze de procesare în intervalul Petahertz – de peste o mie de ori mai rapid decât jetoanele care alimentează calculatoarele de astăzi. Un astfel de salt, a spus el, ar transforma peisajul calculului, permițând progrese dramatice în domenii, de la inteligență artificială și cercetare spațială până la chimie și îngrijire medicală.
Hassan, care a condus anterior dezvoltarea celui mai rapid microscop electronic din lume, a lucrat alături de colegi de la Universitatea din Arizona, laboratorul de propulsie Jet de la Institutul de Tehnologie din California și Universitatea Ludwig Maximilian din Munchen. Obiectivul lor inițial a fost studierea modului în care grafenul efectuează energie electrică atunci când este expusă la lumina laser. De obicei, structura simetrică a grafenului face ca curenții generați de o parte și de alta să se anuleze reciproc, ceea ce duce la un curent net.
Cu toate acestea, echipa a făcut o descoperire surprinzătoare după modificarea probelor de grafen. Ei au observat că un singur electron ar putea „tunel” prin material – și că acest eveniment trecător ar putea fi capturat în timp real. Acest rezultat neașteptat a determinat investigații suplimentare și, în cele din urmă, a dus la crearea a ceea ce Hassan numește „cel mai rapid tranzistor cuantic Petahertz din lume”.
Pentru a realiza acest lucru, oamenii de știință au folosit un fototransistor grafen disponibil comercial, îmbunătățit cu un strat special de siliciu. Au expus -o la o pornire și oprire a laserului, într -o rată uimitoare de 638 atosecunde – fiecare atosecundă fiind un chintilionth de secundă. Rezultatul a fost un tranzistor capabil să funcționeze la Petahertz Speeds, un feat considerat anterior mult dincolo de acoperire.
Spre deosebire de multe descoperiri științifice care necesită medii de laborator extrem de controlate, acest nou tranzistor a funcționat în condiții de zi cu zi. Aceasta deschide ușa pentru ca tehnologia să fie adaptată pentru utilizare comercială și integrată în generațiile viitoare de dispozitive electronice.
Hassan și echipa sa lucrează acum cu Tech Launch Arizona pentru a breveta și comercializa invenția lor. Următorul lor obiectiv este de a dezvolta o versiune a tranzistorului care funcționează folosind lasere standard, disponibile în comerț, ceea ce face ca tehnologia să fie mai accesibilă partenerilor din industrie.
