آخرین اخبار
facebook Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی
کد خبر : 239294
تاریخ انتشار : 2 خرداد 1397 11:23
تعداد بازدید : 554

رایانه ها با لیزر یک میلیون بار سریع تر می شوند

دانشمندان با ابداع یک روش محاسباتی جدید برای ساخت "بیت"، با استفاده از پرتوهای لیزر می توانند قدرت عملیاتی رایانه ها را یک میلیون بار بیشتر کنند.


ایسنا – بر اساس گزارش منتشر شده از سوی اسپیس، یک میلیارد عملیات در ثانیه برای رایانه ها چیز عجیبی نیست. چیزی که عجیب است، یک میلیون میلیارد عملیات در ثانیه است که با کمک لیزرها امکان پذیر خواهد بود. این کار، یک تکنیک محاسباتی جدید است که از پرتوهای لیزر برای ساخت یک نمونه اولیه از واحد اساسی محاسبات موسوم به یک "بیت"(bit) استفاده می کند.
در این روش، یک بیت می تواند در عرض یک ثانیه، یک کادریلیون(10 به توان 15) بار بین حالت روشن و خاموش یا صفر و یک جابه جا شود که حدود 1 میلیون بار سریع تر از انتقال بیت در رایانه های امروزی است.
رایانه های کنونی، یعنی همه چیز از ماشین حساب گرفته تا گوشی هوشمند یا لپ تاپ، به صورت صفر و یکی عمل می کنند. 
همه چیزهایی که آنها انجام می دهند، از حل مسائل ریاضی گرفته تا اجرای بازی های ویدیویی، به یک مجموعه بسیار دقیق از عملیات های 0 و 1 است. یک رایانه معمولی در سال 2018 می تواند بیت های سیلیکونی را برای انجام حدود یک میلیارد از این عملیات ها در هر ثانیه استفاده کند. 
در این آزمایش، محققان نور لیزر مادون قرمز را روی شبکه ای لانه زنبوری از تنگستن و سلنیوم تاباندند و اجازه دادند تراشه سیلیکونی درست مثل یک پردازنده رایانه ای معمولی بین حالت 0 و 1 تغییر کند و موجب شد این تغییر یک میلیون بار سریع تر شود.
این کار یک حیله است که می تواند رفتار الکترون ها را در این شبکه لانه زنبوری تغییر دهد. الکترون های در حال چرخش به دور اکثر مولکول ها زمانی که تحریک شوند، می توانند به حالت های مختلف کوانتومی جهش کنند.
یک الکترون در حالت عدم تحریک ممکن است نزدیک به مولکول باقی بماند و در دایره های تنبل وار بچرخد. اما تحریک با یک فلاش نور، آن الکترون را وادار به تخلیه انرژی در یکی از مسیرهای بیرونی می کند. شبکه سلنیوم–تنگستن فقط دو مسیر را برای الکترون های هیجانی دارد. با تحریک شبکه با یک نور مادون قرمز، الکترون بر روی اولین مسیر پرش می کند و با تابش نور و تحریک آن در یک جهت متفاوت، الکترون بر روی مسیر دیگر پرش می کند.
از لحاظ تئوری، یک رایانه می تواند از این مسیرها به عنوان 0 و 1 استفاده کند. نکته مهم این است که این مسیرها نزدیک به هم هستند و الکترون ها نیازی به پیمایش بیش از حد روی آنها قبل از دست دادن انرژی ندارند.
بر اساس مقاله، پس از تحریک این شبکه با نور مادون قرمز، الکترون روی مسیر یک پرش می کند، اما قبل از بازگشت به حالت پایدار خود، فقط چند فمتوثانیه (10 به توان 15) می چرخد.
یک فمتوثانیه یک هزار میلیون میلیونیوم ثانیه است که حتی زمان کافی برای پرتوی نور برای عبور از یک گلبول قرمز نیست.
 بنابراین، الکترون ها به مدت طولانی در مسیر باقی نمی مانند، اما هنگامی که آنها در یک مسیر قرار می گیرند، پرتوهای اضافی نور، آنها را بین دو مسیر به عقب و جلو حرکت می دهند تا فرصتی برای برگشتن به حالت پایدار خود پیدا نکنند.
 این رفت و برگشت همان حالت 0 و 1 است که اساس محاسبات رایانه ای است. محققان همچنین احتمال دادند که شبکه ابداعی آنها می تواند برای محاسبات کوانتومی در دمای اتاق استفاده شود. این یک خبر فوق العاده برای محاسبات کوانتومی است، چرا که محققان در اکثر رایانه های کوانتومی موجود، ابتدا نیاز به خنک کردن بیت های کوانتومی خود تا دمای نزدیک به صفر مطلق دارند.
محققان نشان دادند که از لحاظ نظری ممکن است که الکترون ها را در این شبکه به گونه ای جابه جا کرد که برای محاسبات کوانتومی لازم است.
روپرت هوبر، استاد فیزیک دانشگاه رگنسبورگ در آلمان، در بیانیه ای گفت: در دراز مدت، ما شاهد یک فرصت واقعی برای معرفی دستگاه های اطلاعات کوانتومی هستیم که سریع تر از نوسان یک موج نور عمل می کنند.


نظر شما



نمایش غیر عمومی
تصویر امنیتی :