komputer laser

Frékuénsi jam 1 GHz dina prosesor nyaéta samilyar operasi per detik. Seueur, tapi modél pangsaéna anu ayeuna sayogi pikeun konsumen rata-rata parantos ngahontal sababaraha kali langkung seueur. Kumaha lamun éta speed up ... sajuta kali leuwih?

Ieu naon téhnologi komputasi anyar janji, ngagunakeun pulsa cahaya laser pikeun pindah antara kaayaan "1" jeung "0". Ieu di handap tina itungan basajan quadrillion kali per detik.

Dina percobaan anu dilakukeun dina taun 2018 sareng dijelaskeun dina jurnal Nature, peneliti nembak sinar laser infra red pulsed dina susunan honeycomb tina tungsten sareng selenium (1). Ieu ngabalukarkeun hiji enol na hiji kaayaan switching dina chip silikon digabungkeun, kawas dina processor komputer konvensional, ngan sajuta kali leuwih gancang.

Kumaha éta kajantenanna? Élmuwan ngajelaskeun sacara grafis, nunjukkeun yén éléktron dina honeycombs logam kalakuanana "anéh" (sanaos henteu seueur). Bungah, partikel ieu luncat antara kaayaan kuantum béda, ngaranna ku experimenters "pseudo-spinning ».

Para panalungtik ngabandingkeun ieu treadmills diwangun sabudeureun molekul. Aranjeunna nyauran lagu ieu "lebak" sareng ngajelaskeun manipulasi nagara-nagara spinning ieu salaku "dolinatronica » (S).

Éléktron bungah ku pulsa laser. Gumantung kana polaritasna pulsa infra red, aranjeunna "nempatan" salah sahiji dua mungkin "lebak" sabudeureun atom tina kisi logam. Dua nagara bagian ieu geuwat nyarankeun pamakéan fenomena dina logika komputer enol-hiji.

Luncat éléktron gancang pisan, dina siklus femtosecond. Sarta di dieu perenahna rusiah tina speed luar biasa tina sistem laser-dipandu.

Sajaba ti éta, élmuwan ngajawab yén alatan pangaruh fisik, sistem ieu dina sababaraha harti di duanana nagara dina waktos anu sareng (superposisi), nu nyiptakeun kasempetan pikeun Panaliti nekenkeun yén sadaya ieu kajadian dina suhu kamarsedengkeun sabagéan ageung komputer kuantum aya merlukeun sistem qubits pikeun leuwih tiis kana suhu deukeut enol mutlak.

"Dina jangka panjang, urang tingali kamungkinan nyata nyieun alat kuantum nu ngalakukeun operasi gancang ti osilasi tunggal gelombang cahaya," ceuk panalungtik dina hiji pernyataan. Rupert Huber, profésor fisika di Universitas Regensburg, Jérman.

Nanging, para ilmuwan henteu acan ngalaksanakeun operasi kuantum nyata ku cara ieu, ku kituna ideu komputer kuantum anu beroperasi dina suhu kamar tetep téoritis. Sami manglaku ka kakuatan komputasi normal tina sistem ieu. Ngan ukur karya osilasi anu ditingalikeun sareng henteu aya operasi komputasi nyata anu dilakukeun.

Ékspérimén anu sami sareng anu dijelaskeun di luhur parantos dilaksanakeun. Dina 2017, pedaran ulikan ieu diterbitkeun dina Nature Photonics, kaasup di Universitas Michigan di AS. Aya, pulsa cahaya laser langgeng 100 femtoseconds dialirkeun kristal semikonduktor, ngadalikeun kaayaan éléktron. Sakumaha aturan, fénoména anu aya dina struktur bahan éta sami sareng anu dijelaskeun sateuacana. Ieu konsékuansi kuantum.

chip lampu na perovskites

lakukeun"komputer laser kuantum » anjeunna diperlakukeun béda. Oktober kamari, tim peneliti AS-Jepang-Australia nunjukkeun sistem komputasi anu hampang. Gantina qubits, pendekatan anyar ngagunakeun kaayaan fisik sinar laser sarta kristal custom pikeun ngarobah balok kana tipe husus tina lampu disebut "lampu dikomprés".

Supados kaayaan klaster nunjukkeun poténsi komputasi kuantum, laser kedah diukur ku cara anu tangtu, sareng ieu dihontal nganggo jaringan kaca spion, pemancar sinar sareng serat optik (2). pendekatan ieu dibere dina skala leutik, nu teu nyadiakeun speeds komputasi cukup luhur. Nanging, para ilmuwan nyarios yén modél éta tiasa diskalakeun, sareng struktur anu langkung ageung pamustunganana tiasa ngahontal kaunggulan kuantum tina modél kuantum sareng binér anu dianggo.

2. Sinar laser ngaliwatan jaringan kusut tina kaca spion

"Sedengkeun prosesor kuantum ayeuna impressive, teu jelas naha maranéhna bisa diskalakeun kana ukuran pisan badag," catetan Élmu Dinten. Nicolas Menicucci, panalungtik contributing di Center for Quantum Computing and Communication Technology (CQC2T) di RMIT University di Melbourne, Australia. "Pendekatan kami dimimitian ku scalability ekstrim diwangun kana chip ti mimiti pisan sabab processor, disebut kaayaan klaster, dijieunna tina lampu."

jenis anyar lasers ogé diperlukeun pikeun sistem photonic ultrafast (tingali ogé:). Élmuwan ti Far Eastern Federal University (FEFU) - babarengan sareng kolega Rusia ti ITMO University, ogé élmuwan ti Universitas Texas di Dallas sareng Universitas Nasional Australia - ngalaporkeun dina Maret 2019 dina jurnal ACS Nano yén aranjeunna parantos ngembangkeun efisien, gancang jeung murah cara pikeun ngahasilkeun laser perovskite. Kauntungannana leuwih tipe séjén nyaéta yén maranéhna gawéna leuwih stabil, nu penting pisan pikeun chip optik.

"Teknologi percetakan laser halida kami nyayogikeun cara anu sederhana, ekonomis, sareng dikontrol pisan pikeun ngahasilkeun rupa-rupa laser perovskite sacara masal. Kadé dicatet yén optimasi géométri dina prosés percetakan laser pikeun kahiji kalina ngamungkinkeun pikeun ménta microlasers perovskite single-mode stabil (3). Lasers sapertos ngajangjikeun dina pamekaran rupa-rupa alat optoelektronik sareng nanophotonic, sensor, jsb.

3. Perovskite sinar laser

Tangtu, urang moal ningali komputer pribadi "leumpang dina lasers" pas. Sedengkeun percobaan ditétélakeun di luhur mangrupa bukti konsép, malah teu prototipe sistem komputasi.

Sanajan kitu, speeds ditawarkeun ku sinar lampu sarta laser teuing pikabitaeun pikeun peneliti, lajeng insinyur, pikeun nolak jalur ieu.