有史以来最快的逻辑门可以使计算机的速度提高一百万倍

有史以来最快的逻辑门可以使计算机的速度提高一百万倍插图

逻辑门是计算机的基本构件,罗切斯特大学(University of Rochester)的研究人员现在已经开发出有史以来最快的逻辑门。通过用激光脉冲轰击石墨烯和黄金,新的逻辑门比现有计算机的速度快一百万倍,证明了“光波电子学”的可行性。

原理上,逻辑门会接受两个输入,对它们进行比较,然后根据结果输出信号。例如,如果两个输入信号都是 1 或 0,或者其中一个或两个都不是 1,以及其他“规则”,它们可以输出 1。 数十亿个单独的逻辑门被塞进芯片中,以创建处理器、内存和其他电子元件。

但是,逻辑门并不是瞬间工作的 —— 在处理输入时存在纳秒级的延迟。这对于现代计算机来说已经足够快了,但总有改进的空间。罗切斯特团队的新逻辑门让大家大吃一惊,处理信息只需飞秒,比纳秒短一百万倍。

为了达到这种极限速度,研究小组制作了连接两个金电极的石墨烯导线。当石墨烯被同步的激光脉冲击中时,材料中的电子被激发,使它们快速冲向其中一个电极,产生电流。

通过调整激光脉冲的相位,该团队能够产生两种类型的电荷载流子中的一种,它们可以叠加或相互抵消 —— 前者可以被认为是 1 输出,而后者可以被认为是 0 . 最终的结果是一个超快的逻辑门,标志着光波电子学这一理论领域的概念首次得到证明。

这项研究的首席研究员托拜厄斯·布拉基(Tobias Boolakee)说:“这项技术要应用于计算机芯片可能还需要很长一段时间,但至少我们现在知道,光波电子技术在实际应用中是可行的。”

如果这些光波电子设备真的能进入市场,它们的速度将比现在的计算机快数百万倍。目前,我们以千兆赫(GHz)来衡量处理速度,但这些新的逻辑门在拍赫兹 (PHz) 的规模上运行。 先前的研究已将其设定为,基于光的计算机系统可能获得的速度的绝对量子极限。

如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!

每天一分钟,学习一点百科小知识!做科普,我们是认真的。普及科学知识,弘扬科学精神,传播科学思想,倡导科学方法。

关于作者: 知新了了

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 hijjj#qq.com 举报,一经查实立刻删除。


为您推荐