論理ゲートはコンピューターの基本的な構成要素であり、科学者たちは今までにない最速のものを開発しました。グラフェンと金をレーザーパルスでブラストすることにより、新しい論理回路は既存のコンピューターよりも100万倍速く動作し、「光波エレクトロニクス」の実行可能性を示しています。
論理ゲート（論理ゲートまたはゲート）は、2つの入力信号を受け取り、それらを比較して、結果に基づいて信号を出力します。たとえば、他の「ルール」の中でも、両方の入力が1または0の場合、または一方またはどちらも1でない場合は、1を出力できます。
何十億もの個々の論理要素がチップに詰め込まれ、プロセッサ、メモリ、その他の電子部品が作成されます。
ただし、論理要素はすぐには機能しません。入力データを処理するときに、ナノ秒のオーダーの遅延があります。今日のコンピューターには十分な速度ですが、常に改善の余地があります。新しい論理要素は、ナノ秒よりも100万倍短いフェムト秒単位で情報を処理できます。
これらの極端な速度を達成するために、科学者たちは2つの金電極を接続するグラフェンワイヤーからなる化合物を作成しました。
グラフェンが同期したレーザーパルスのペアにさらされると、材料内の電子が励起され、電極の1つに送られ、電流が発生します。
レーザーパルスの位相を調整することにより、研究者は、互いに加算または相殺する2種類の電荷キャリアのいずれかのバーストを生成することができました。1つ目は出力1、2つ目は0と見なすことができます。
最終結果は、光波エレクトロニクスとして知られているまだ理論的な分野で最初の概念実証をマークする超高速の論理要素です。
「この方法がコンピューターチップで使用できるようになるまでにはおそらく長い時間がかかるでしょうが、少なくとも、光波エレクトロニクスが実際に可能であることがわかっています」と、研究の筆頭著者であるTobiasBulakiは述べています。
これらの種類の光波電子デバイスが市場に出回った場合、それらは今日のコンピューターよりも数百万倍高速になる可能性があります。
現在、動作速度はギガヘルツ（GHz）で測定されていますが、新しい論理要素はペタヘルツ（PHZ）スケールで動作します。
以前の研究では、これを光ベースのコンピュータシステムの速度の絶対量子限界として設定しています。
この研究は、ジャーナルNatureに掲載されました。
2022-05-12 13:52:59
著者: Vitalii Babkin