- Регистрация
- 9 Май 2015
- Сообщения
- 1,071
- Баллы
- 155
- Возраст
- 51
Очередное исследование ученых показало, что чрезвычайно короткие, настраиваемые «фемтосекундные» (одна квадриллионная доля секунды) импульсы света могут стать основой для создания , которые работают до 100 тыс. раз быстрее, чем любая современная электроника на основе кремния.
Инженеры Мичиганского университета в своих экспериментах показали способность контролировать максимальные всплески лазерных импульсов. Такой метод перемещает электроны намного быстрее и эффективнее, чем электрический ток, а также более надежно влияет на их квантовое состояние. Это шаг в сторону так называемой «световолновой» электроники, а в более отдаленном будущем – квантовых компьютерных вычислений.
В компьютере электроны движутся через проводники, хаотически врезаясь друг в друга и высвобождая энергию в виде тепла. Концепция «световолновой» электроники предполагает, что электроны будут управляться сверхбыстрыми лазерными импульсами. При этом высокая скорость не позволит им сталкиваться.
Поскольку фемтосекундные импульсы способны перехватить электрон в положении, когда он входит в возбужденное состояние и выходит из него, они потенциально могут быть использованы для квантовых вычислений с использованием электронов в возбужденных состояниях. Но электрон достаточно мал, чтобы вести себя в качестве волны так же, как и в качестве частицы. Когда он находится в возбужденном состоянии, длина его волны меняется. К примеру, ученым удалось выхватить электрон одновременно в двух возбужденных состояниях, две волны мешали друг другу и оставили отпечаток в импульсе. В квантовом мире происходит и такое.
Это подлинный квантовый эффект в фемтосекундных импульсах рассматривается как новые управляемые частоты и направления колебаний. Таким образом, можно получить новые способы хранения информации или осуществить безопасную передачу информации через .
Инженеры Мичиганского университета в своих экспериментах показали способность контролировать максимальные всплески лазерных импульсов. Такой метод перемещает электроны намного быстрее и эффективнее, чем электрический ток, а также более надежно влияет на их квантовое состояние. Это шаг в сторону так называемой «световолновой» электроники, а в более отдаленном будущем – квантовых компьютерных вычислений.
В компьютере электроны движутся через проводники, хаотически врезаясь друг в друга и высвобождая энергию в виде тепла. Концепция «световолновой» электроники предполагает, что электроны будут управляться сверхбыстрыми лазерными импульсами. При этом высокая скорость не позволит им сталкиваться.
«За последние несколько лет мы вместе с другими группами ученых обнаружили, что колеблющееся электрическое поле сверхкоротких лазерных импульсов фактически заставляет двигаться электроны вперед и назад в твердых телах. Это было невероятно. Таким образом можно использовать этот принцип для создания будущих компьютеров, работающих на беспрецедентно высоких тактовых частотах», – сказал Руперт Хабер (Rupert Huber), профессор физики университета Регенсбурга (Германия).
Но сначала ученым необходимо научиться контролировать движение электронов в полупроводнике. Исследователи просвечивали очень короткими лазерными импульсами кристаллы полупроводника. Каждый импульс выстреливал высоко заряженными электронами, которые могли свободно перемещаться в разных направлениях. Внутри кристалла они достаточно быстрые и могут фиксировать, как другие электроны перемещаются между атомами. Поэтому они могут быть использованы для чтения и записи информации. В кристалле содержаться все возможности для того, чтобы контролировать лазерные импульсы. Поскольку фемтосекундные импульсы способны перехватить электрон в положении, когда он входит в возбужденное состояние и выходит из него, они потенциально могут быть использованы для квантовых вычислений с использованием электронов в возбужденных состояниях. Но электрон достаточно мал, чтобы вести себя в качестве волны так же, как и в качестве частицы. Когда он находится в возбужденном состоянии, длина его волны меняется. К примеру, ученым удалось выхватить электрон одновременно в двух возбужденных состояниях, две волны мешали друг другу и оставили отпечаток в импульсе. В квантовом мире происходит и такое.
Это подлинный квантовый эффект в фемтосекундных импульсах рассматривается как новые управляемые частоты и направления колебаний. Таким образом, можно получить новые способы хранения информации или осуществить безопасную передачу информации через .