Yeni ışık tabanlı bilgi işlem teknolojisi 10.000 GHz'e ulaşarak günümüz işlemcilerinden 1.000 kat daha hızlı

Günümüz bilgisayarları, elektrik yüklerinin yarı iletken transistörler aracılığıyla hareket ettirilmesine dayanıyor ve bu süreç fiziksel hız sınırlarıyla kısıtlanıyor. Politecnico di Milano'daki bilim insanları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, bu engeli aşmak için salınan ışığı yalnızca veri iletmek için değil, aynı zamanda işlemek için de başarıyla kullandı. Nature Photonics dergisinde yayınlanan çalışma, yüksek düzeyde kontrol edilen lazer darbelerinin 10 terahertz'i (THz) aşan frekanslarda (piyasadaki en iyi işlemcilerden 1000 kat daha hızlı) mantıksal işlemler gerçekleştirmek için maddeyi manipüle edebileceğini gösteriyor.

Bu hızlara ulaşmak için araştırmacılar, sadece üç atomik katman kalınlığında mikroskobik iki boyutlu bir malzeme olan tungsten disülfür kullandılar. Bu son derece ince film içinde elektronlar, genellikle "vadiler" olarak adlandırılan iki farklı kuantum durumuna yönlendirilebilir Bu vadiler, geleneksel bilgi işlemdeki standart sıfırlar ve birler gibi işlev gören yeni bir bilgi birimi türü olarak işlev görür, ancak çok daha hızlı bir şekilde kontrol edilebilirler. Araştırmacılar, her biri saniyenin sadece birkaç katrilyonda biri kadar süren inanılmaz derecede kısa ışık flaşlarının hassas bir dizisini uygulayarak, bu bilgi durumlarını seçici olarak etkinleştirmeyi, devre dışı bırakmayı ve manipüle etmeyi başardılar.

Dikkat çekici bir şekilde, bu ultra hızlı işlemler laboratuvar ortamlarında zaten standart olan ışık darbeleri kullanılarak oda sıcaklığında gerçekleştirildi. Bu optik yaklaşım, ekibin kodlanmış bilginin bozulmadan önce ne kadar süreyle sabit kaldığını bağımsız olarak ölçmesine de olanak sağladı ki bu da gelecekteki herhangi bir pratik uygulama için kritik bir faktör.

Araştırmacılar, bit sayısını artırmak ve daha karmaşık ışık darbesi dizileri tasarlamak gibi engellerin devam ettiğini kabul ederken, bu başarılı gösteri, yeni nesil ışıkla çalışan, ultra hızlı bilgisayar donanımı için somut bir temel sağlıyor.