Группа ученых из Университета Аризоны, Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института и Мюнхенского университета Людвига-Maximiliana разработала первый в мире сверхбыстрый фотонный транзистор. Эта инновация способна ускорить вычисления в миллион раз.
Об этом сообщает ProIT
Исследователи научились пропускать электроны через графен, используя световые импульсы длительностью менее триллионной доли секунды. В ходе экспериментов было установлено, что новая технология может обеспечить обработку данных на скорости в петагерц, что в тысячу раз превышает возможности современных микрочипов.
Руководство проектом и его значение
Проектом руководит профессор физики и оптических наук в Университете Аризоны Мохаммед Хассан, который ранее работал над созданием самого быстрого электронного микроскопа в мире. Он подчеркивает, что развитие программного обеспечения опережает усовершенствование аппаратной части, в частности в области искусственного интеллекта. Квантовые технологии могут сократить этот разрыв в будущем.
Ученые исследовали электропроводность модифицированных графеновых образцов толщиной в один атом углерода. Лазерный луч, попадающий на графен, возбуждает электроны, создавая электрический ток. Однако особенности энергетической волны излучения и симметричная структура графена могут приводить к взаимной компенсации, когда волна осциллирует, создавая противоположные по направлению потоки по обе стороны материала.
Результаты исследований и перспективы
В экспериментах ученые наблюдали, что отдельные электроны могут проходить сквозь структуру, что возможно наблюдать в реальном времени. Для создания сверхбыстрого фотонного транзистора исследователи покрыли графеновый фототранзистор специальным слоем кремния. Система управляется импульсами света, которые переключаются каждые 638 аттосекунд — одну квинтильонную долю секунды. Этот элемент, являющийся основным в современной электронике, регулирует движение заряженных частиц между двумя точками, выполняя функции переключателя или усилителя.
Важно отметить, что система не требует специфических условий температуры или давления для работы. Несмотря на использование специализированного лазера в начальном эксперименте, команда работает над созданием версии транзистора, которая будет совместима с доступным промышленным оборудованием.
Результаты исследования были представлены в журнале Nature.