Создание петагерцовой логики с помощью лазеров и графена

Было время, когда мы думали, что 50 МГц 486 — это то, чем можно порадоваться. Напротив, этот пост был написан на компьютере с тактовой частотой около 3,8 ГГц, который в наши дни не особенно быстр. Но исследователи из Университета Рочестера и Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге хотят взорвать двери даже самых быстрых современных процессоров. Используя прецизионные лазеры и графен, они разрабатывают Логика может работать на частоте ~1 петагерц (Это 1 000 000 ГГц).

В этих логических элементах используется пара лазеров с чрезвычайно малым радиусом действия для возбуждения электрического тока в соединениях графен-золото. Очень кратковременное освещение соединений создает носители заряда, состоящие из электронов, возбуждаемых лазером. Эти носители продолжают двигаться после исчезновения лазерного импульса. Однако существуют и виртуальные носители заряда, которые появляются во время импульса, а затем исчезают. Вместе эти носители создают ток в графене. И самое главное, смена лазера позволяет управлять направлением и относительным составом векторов. То есть они могут создавать поток того или иного типа или их комбинацию.

Это ключ к созданию логических вентилей. Управляя реальными и виртуальными токами, можно заставить их комбинировать или компенсировать друг друга. Вы можете представить, что два входа, компенсирующие друг друга, будут своего рода логическим элементом И-НЕ. Сигналы, которые добавляют вентиль ИЛИ или И, могут зависеть от выходного порога.

[Ignacio Franco], главный исследователь, начал работать над этой проблемой в 2007 году, когда он начал думать о генерации электрических токов с помощью лазера. Это был 2013 год, прежде чем эксперименты изложили его план, и теперь кажется, что эту технологию можно использовать для создания сверхбыстрых логических вентилей.

Мы часто делаем вид, что наши логические схемы не имеют задержки распространения, несмотря на их наличие. Если вы можете измерить это в фемтосекундах, возможно, в конце концов это сработает. Потом снова, иногда Задержка полезна. Вы должны задаться вопросом Сколько будет стоить домен может работать над этими вещами.