Az új fényalapú számítástechnika elérte a 10 000 GHz-et, ami több mint 1 000× gyorsabb, mint a mai processzoroké

A modern számítógépek az elektromos töltések félvezető tranzisztorokon keresztül történő mozgatására épülnek, amely folyamatot fizikai sebességkorlátok korlátozzák. E korlát áttörése érdekében a Politecnico di Milano tudósai által vezetett kutatócsoport sikeresen használta a rezgő fényt nemcsak az adatok továbbítására, hanem azok feldolgozására is. A Nature Photonics című folyóiratban megjelent tanulmány bemutatja, hogy a nagymértékben szabályozott lézerimpulzusok képesek az anyagot manipulálni, hogy 10 terahertz (THz) feletti frekvencián végezzenek logikai műveleteket - több mint 1000-szer gyorsabban, mint a piacon lévő legjobb processzorok.

E sebesség eléréséhez a kutatók volfrám-diszulfidot használtak, egy mikroszkopikus, kétdimenziós anyagot, amely mindössze három atomréteg vastagságú. Ebben a rendkívül vékony filmben az elektronok két különböző kvantumállapotba, az általánosan "völgyeknek" nevezett állapotba vezethetők Ezek a völgyek új típusú információs egységként működnek, hasonlóan a hagyományos számítástechnikában használt nullákhoz és egyesekhez, de sokkal gyorsabban szabályozhatók. A kutatók hihetetlenül rövid fényvillanások precíz sorozatának alkalmazásával - amelyek mindegyike csak néhány kvadrilliomod másodpercig tart - képesek voltak szelektíven aktiválni, deaktiválni és manipulálni ezeket az információs állapotokat.

Figyelemre méltó, hogy ezeket az ultragyors műveleteket szobahőmérsékleten végezték el olyan fényimpulzusokkal, amelyek a laboratóriumi körülmények között már megszokottak. Ez az optikai megközelítés azt is lehetővé tette a csapat számára, hogy függetlenül mérje, mennyi ideig marad stabil a kódolt információ, mielőtt lebomlik, ami kritikus tényező minden jövőbeli gyakorlati alkalmazás szempontjából.

Bár a kutatók elismerik, hogy még vannak akadályok - például a bitek számának növelése és bonyolultabb fényimpulzus-sorozatok tervezése -, ez a sikeres demonstráció konkrét alapot nyújt a fényen alapuló, ultragyors számítógépes hardverek új generációjához.