Исследователи разработали технологию, позволяющую выполнять логические операции с помощью ультракоротких световых импульсов. Этот подход может привести к созданию процессоров, способных работать в сотни раз быстрее современных электронных устройств.

Преодоление физических ограничений

В традиционных компьютерах обработка информации основана на перемещении электрических зарядов через полупроводниковые транзисторы, что ограничено физическими пределами скорости. Для преодоления этого барьера была применена технология, использующая колеблющийся свет не только для передачи, но и для обработки данных.

Использование лазерных импульсов

В ходе эксперимента были использованы точно контролируемые лазерные импульсы, которые позволили манипулировать веществом для выполнения логических операций на частотах свыше 10 терагерц. Это более чем в тысячу раз превышает скорость лучших современных процессоров.

Новый материал для вычислений

В качестве основы применялся дисульфид вольфрама — двумерный материал толщиной всего три атомных слоя. В этом сверхтонком слое электроны могут находиться в двух различных квантовых состояниях, называемых «долинами». Эти состояния функционируют как новые единицы информации, аналогичные нулям и единицам в традиционных вычислениях, но управляются значительно быстрее.

Манипуляция информационными состояниями

С помощью последовательности ультракоротких световых вспышек, каждая из которых длится лишь несколько квадриллионных долей секунды, удалось избирательно активировать, деактивировать и управлять этими информационными состояниями.

Операции при комнатной температуре

Все операции проводились при комнатной температуре с использованием световых импульсов, которые уже применяются в лабораторных условиях. Такой оптический подход также позволил независимо измерить, как долго закодированная информация остается стабильной до её разрушения, что важно для будущих практических применений.

Перспективы развития

Несмотря на существующие задачи, такие как масштабирование числа битов и разработка более сложных последовательностей световых импульсов, проведённый эксперимент создаёт основу для появления нового поколения сверхбыстрого компьютерного оборудования, работающего на свету.