「100,000倍高速」:コンピューター技術の超短光パルス

科学者チームは、数フェムト秒続く超短カスタマイズ可能な光パルスにより、将来、現代の電子システムよりも10万倍高速に動作するコンピューターを作成できることを示しました。



/ Flickr / ギルe / cc



開発された方法を使用して、教義は現在よりも速く電子を移動させる方法を発見しました。 「これは、いわゆる光エレクトロニクスと量子コンピューティングへの一歩です」 、研究に参加しているマキロ・キラ教授は述べています。



コンピューター内の半導体を通過する電子は、他の電子と衝突して、熱の形でエネルギーを放出することがあります。 新しい概念は、超高速レーザーパルスを使用して電子を制御できることを示唆しています。 このような加速は、衝突の統計的確率の低下(ほぼゼロ)につながります。



「過去数年にわたり、私たちおよび他の科学者グループは、超短レーザーパルスの交番電界が固体中の電子を輸送できることを確認してきました」とレーゲンスブルク大学の物理学教授Rupert Huber氏は言います。 「この機能を使用すると、前例のない周波数で動作するコンピューターを作成できるため、コミュニティ全体が興奮しました。」



この新しい研究は、テラヘルツ放射(マイクロ波と赤外線放射の間の電磁スペクトルの一部)を使用して、半導体結晶内で電子のグループを可動化する可能性に向けた一歩です。



研究者は、セレン化ガリウム結晶にレーザーパルスを送りました。 パルスの持続時間は100フェムト秒以下でした。 各パルスは、半導体内の電子をより高いエネルギーレベルに転送し、自由に移動できるようにし、結晶の周りを移動しました。 電子の動きは、半導体の位置に影響されます。たとえば、電子は原子結合に沿って、またはそれらの間を移動できます。



さらに、結晶内部では、それらの速度は他の電子がそれらを通り過ぎるときに「写真」を撮るのに十分な速さでした。 科学者は、この機能により電子に情報を書き込んで読み取ることができると確信しています。



「電子を同時に2つの励起状態に変換することもできました」と、Macillo Kira教授は言いました。 「これはすでに量子場です。」



電子は非常に小さいため、波と粒子のように振る舞います。 励起状態に遷移すると、波長が変化します。 電子は同時に2つの励起状態にあったため、波は互いに干渉し、電子によって放出された短期パルスに「痕跡」を残しました。



科学者は、この概念を使用して、キュービットのような励起状態の電子を使用して量子計算を行うことができると確信しています。



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