komputer laser

Frekuensi jam 1 GHz ing prosesor yaiku siji milyar operasi per detik. Akeh, nanging model paling apik sing saiki kasedhiya kanggo konsumen rata-rata wis entuk kaping pirang-pirang. Apa yen cepet ... kaping yuta?

Iki minangka janji teknologi komputasi anyar, nggunakake pulsa sinar laser kanggo ngalih ing antarane negara "1" lan "0". Iki nderek saka pitungan prasaja quadrillion kaping per detik.

Ing eksperimen sing ditindakake ing taun 2018 lan diterangake ing jurnal Nature, peneliti nembak sinar laser infra merah pulsed ing susunan honeycomb tungsten lan selenium (1). Iki nyebabake nul lan siji negara ngoper ing chip silikon gabungan, kaya ing prosesor komputer conventional, mung yuta kaping luwih cepet.

Kepriye kedadeyane? Para ilmuwan nggambarake kanthi grafis, nuduhake yen elektron ing honeycomb logam tumindak "aneh" (sanajan ora akeh). Bungah, partikel kasebut mlumpat ing antarane negara kuantum sing beda-beda, dijenengi dening para eksperimen "pseudo-spinning ».

Para peneliti mbandhingake iki karo treadmill sing dibangun ing sekitar molekul. Padha nyebut trek iki "lembah" lan njlèntrèhaké manipulasi negara spinning iki minangka ".dolinatronica » (S).

Elektron bungah dening pulsa laser. Gumantung saka polaritas pulsa inframerah, padha "nguwasani" salah siji saka rong kemungkinan "lembah" ing saubengé atom-atom kisi logam. Negara loro kasebut langsung nyaranake panggunaan fenomena kasebut ing logika komputer nol siji.

Lompatan elektron cepet banget, ing siklus femtosecond. Lan ing kene dumunung ing rahasia saka kacepetan luar biasa saka sistem laser-dipandu.

Kajaba iku, ilmuwan argue sing amarga pengaruh fisik, sistem iki ing sawetara pangertèn ing loro negara ing wektu sing padha (superposisi), sing nggawe kesempatan kanggo Peneliti negesake manawa kabeh iki kedadeyan suhu kamarnalika umume komputer kuantum sing ana mbutuhake sistem qubit supaya adhem nganti suhu sing cedhak karo nol mutlak.

"Ing jangka panjang, kita bisa ndeleng kemungkinan nyata nggawe piranti kuantum sing nindakake operasi luwih cepet tinimbang osilasi siji gelombang cahya," ujare peneliti ing pratelan. Rupert Huber, profesor fisika ing Universitas Regensburg, Jerman.

Nanging, para ilmuwan durung nindakake operasi kuantum nyata kanthi cara iki, mula ide komputer kuantum sing beroperasi ing suhu kamar tetep mung teoritis. Padha ditrapake kanggo daya komputerisasi normal saka sistem iki. Mung karya osilasi sing dituduhake lan ora ana operasi komputasi nyata sing ditindakake.

Eksperimen sing padha karo sing kasebut ing ndhuwur wis ditindakake. Ing 2017, katrangan babagan sinau kasebut diterbitake ing Nature Photonics, kalebu ing Universitas Michigan ing AS. Ing kana, pulsa sinar laser sing tahan 100 femtodetik dilewati liwat kristal semikonduktor, ngontrol kahanan elektron. Minangka aturan, fenomena sing kedadeyan ing struktur materi padha karo sing diterangake sadurunge. Iki minangka akibat kuantum.

Kripik cahya lan perovskite

gawe"komputer laser kuantum » dheweke dianggep beda. Oktober kepungkur, tim riset AS-Jepang-Australia nduduhake sistem komputasi sing entheng. Tinimbang qubits, pendekatan anyar nggunakake negara fisik sinar laser lan kristal khusus kanggo ngowahi balok dadi jinis cahya khusus sing disebut "lampu kompres."

Supaya negara kluster nduduhake potensial komputasi kuantum, laser kudu diukur kanthi cara tartamtu, lan iki bisa ditindakake kanthi nggunakake jaringan cermin kuantum, pemancar sinar lan serat optik (2). Pendekatan iki ditampilake ing skala cilik, sing ora nyedhiyakake kecepatan komputasi sing cukup dhuwur. Nanging, para ilmuwan ujar manawa model kasebut bisa diukur, lan struktur sing luwih gedhe bisa entuk keuntungan kuantum tinimbang model kuantum lan binar sing digunakake.

2. Sinar laser liwat jaringan kusut saka mirrors

"Nalika pemroses kuantum saiki nyengsemaken, ora jelas manawa bisa digedhekake kanthi ukuran sing gedhe banget," cathetan Science Today. Nicolas Menicucci, peneliti sing nyumbang ing Pusat Teknologi Komputasi lan Komunikasi Kuantum (CQC2T) ing Universitas RMIT ing Melbourne, Australia. "Pendekatan kita diwiwiti kanthi skalabilitas ekstrem sing dibangun ing chip wiwit wiwitan amarga prosesor, sing diarani negara kluster, digawe saka cahya."

Jinis laser anyar uga dibutuhake kanggo sistem fotonik ultrafast (ndeleng uga:). Ilmuwan saka Universitas Federal Timur Jauh (FEFU) - bebarengan karo kolega Rusia saka Universitas ITMO, uga ilmuwan saka Universitas Texas ing Dallas lan Universitas Nasional Australia - kacarita ing Maret 2019 ing jurnal ACS Nano yen dheweke wis ngembangake cara efisien, cepet lan murah kanggo gawé laser perovskite. Kauntungan saka jinis liyane yaiku kerjane luwih stabil, sing penting banget kanggo chip optik.

"Teknologi percetakan laser halida kita nyedhiyakake cara sing prasaja, ekonomis, lan dikontrol banget kanggo ngasilake macem-macem laser perovskite kanthi massal. Iku penting kanggo Wigati sing Optimization saka géomètri ing proses printing laser kanggo pisanan ndadekake iku bisa kanggo njupuk microlasers perovskite single-mode stabil (3). Laser kasebut njanjeni pangembangan macem-macem piranti optoelektronik lan nanofotonik, sensor, lan liya-liyane, "jelas Aleksey Zhishchenko, peneliti ing pusat FEFU, ing publikasi kasebut.

3. sinar laser Perovskite

Mesthi, kita ora bakal weruh komputer pribadi "mlaku ing laser" rauh. Nalika eksperimen kasebut ing ndhuwur minangka bukti konsep, dudu prototipe sistem komputasi.

Nanging, kecepatan sing ditawakake sinar cahya lan laser banget nggodha kanggo peneliti, lan banjur insinyur, kanggo nolak dalan iki.