可使计算机速度快一百万倍 有史以来最快的逻辑门诞生
2022-05-13 14:39:02 来源:前瞻网 编辑:

逻辑门是计算机的基本组成部分。近日,罗切斯特大学的研究人员已开发出有史以来最快的逻辑门。通过用激光脉冲击穿石墨烯和金,新的逻辑门比现有计算机快一百万倍,证明了“光波电子学”的可行性。

原理上,逻辑门会接受两个输入,对它们进行比较,然后根据结果输出信号。数十亿个单独的逻辑门被塞进芯片中,以创建处理器、内存和其他电子元件。

不过,逻辑门不会立即工作,在处理输入时会有纳秒级的延迟。这对于现代计算机来说,已经足够快了,但总有改进的余地。现在,罗切斯特团队的新逻辑门仅在飞秒内处理信息,比纳秒短一百万倍。

为了达到这些极端速度,该团队制作了由两个金电极的石墨烯线组成的接头。当石墨烯被同步的激光脉冲对击穿时,材料中的电子被激发,将它们拉向其中一个电极,产生电流。

通过调整激光脉冲的相位,该团队能够生产出一种类型的电荷载流子,它们可以叠加或相互抵消—前者可以被认为是1输出,而后者可以被认为是0。最终的结果是一个超快的逻辑门,标志着光波电子学这一理论领域的概念首次得到证明。

首席研究员Tobias Boolake 说:“这项技术可能需要很长时间才能用于计算机芯片,但至少我们现在知道,光波电子技术在实际应用中是可行的。”

如果这些类型的光波电子设备真的上市,它们的速度可能比今天的计算机快数百万倍。目前,我们以千兆赫 (GHz) 为单位衡量处理速度,但这些新的逻辑门在 Petahertz (PHz) 的规模上运行。

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