University of Arizona
Группа исследователей из Университета Аризоны, Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана создала первый сверхбыстрый фотонный транзистор, способный ускорить вычисления в миллион раз.
Ученые научились пропускать электроны через графен с помощью световых импульсов продолжительностью менее триллионной доли секунды. Полученные в ходе экспериментов результаты продемонстрировали, что технология способна обеспечить обработку данных на скорости в петагерц, что в тысячу раз превышает современные микрочипы.
Проектом руководил профессор физики и оптических наук в Университете Аризоны Мохаммед Хассан. До этого он работал над разработкой самого быстрого электронного микроскопа в мире. По его словам, развитие программного обеспечения значительно опережает совершенствование аппаратной части, особенно в сфере искусственного интеллекта. Квантовые технологии могут помочь сократить разрыв.
Исследователи занимались изучением электропроводности модифицированных образцов графена толщиной в один атом углерода. Лазерный луч, попадающий на поверхность графена, возбуждает электроны и создает электрический ток. Однако особенности энергетической волны излучения и симметричная структура графена часто вызывают взаимную компенсацию — волна осциллирует вверх и вниз, создавая равные по величине, но противоположные по направлению потоки с обеих сторон материала.
Экспериментируя с различными образцами, ученые увидели, что отдельные электроны могут проскальзывать сквозь структуру и за этим можно наблюдать в режиме реального времени. Для создания сверхбыстрого фотонного транзистора исследователи покрыли графеновый фототранзистор специальным слоем кремния.
Система управлялась импульсами света, переключающимися каждые 638 аттосекунд — одну квинтиллионную долю секунды. Этот элемент, базовый для современной электроники, регулирует движение заряженных частиц между двумя точками, выполняя функции переключателя или усилителя.
Также важно, что система для работы не требует специфических условий температуры или давления Несмотря на использование специализированного лазера в начальном эксперименте, команда работает над версией транзистора, совместимой с доступным промышленным оборудованием.
Результаты исследования были представлены в журнале Nature
Источник: TechSpot