จะเป็นอย่างไรถ้าพัลส์ออพติคอลแบบเร็วสุดสามารถใช้งานคอมพิวเตอร์ด้วยความเร็วเร็วกว่าโปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดในปัจจุบัน 1 ล้านเท่า ทีมนักวิทยาศาสตร์รวมถึงนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแอริโซนากำลังทำงานเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้

ในความพยายามระดับนานาชาติภาควิชาฟิสิกส์คณะวิทยาศาสตร์และเจมส์ซีโดยใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ควอนตัมที่เรียกว่าอุโมงค์อิเล็กตรอนที่บันทึกไว้ซึ่งผ่านอุปสรรคทางกายภาพเกือบจะในทันที

โพสต์ใน การสื่อสารตามธรรมชาติ เน้นว่าเทคโนโลยีนำไปสู่ความเร็วในการประมวลผลภายในช่วง Petahertz เร็วกว่าชิปคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัย ​​1,000 เท่า

โมฮัมเหม็ดฮัสซันรองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์แสงกล่าวว่าการส่งข้อมูลด้วยความเร็วเหล่านี้จะปฏิวัติการคำนวณที่เรารู้ ฮัสซันได้ติดตามเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่มีพื้นฐานมานานและก่อนหน้านี้ได้นำความพยายามในการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่เร็วที่สุดในโลก

“ เราประสบกับการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการพัฒนาเทคโนโลยีเช่นซอฟต์แวร์ปัญญาประดิษฐ์ แต่ความเร็วของการพัฒนาฮาร์ดแวร์ไม่ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว” ฮัสซันกล่าว “อย่างไรก็ตามด้วยการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเราสามารถพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่ตรงกับการปฏิวัติในปัจจุบันในซอฟต์แวร์เทคโนโลยีสารสนเทศคอมพิวเตอร์ Ultrafast จะช่วยได้อย่างดีในการวิจัยอวกาศเคมีการดูแลสุขภาพและอื่น ๆ “

ฮัสซันทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานของคุณ Nikolay Golubev ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ Mohamed Sennary นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ศึกษาเลนส์และฟิสิกส์ Jalil Shah นักวิชาการหลังปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์; และ Mingrui Yuan นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในเลนส์ อันดับของพวกเขายังเข้าร่วมโดยเพื่อนร่วมงานจากห้องปฏิบัติการเจ็ทขับเคลื่อนของ Caltech และ Ludwig Maximili University ในมิวนิคประเทศเยอรมนี

ทีมเริ่มศึกษาค่าการนำไฟฟ้าของตัวอย่างที่ได้รับการดัดแปลงของกราฟีนซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนชั้นเดียว เมื่อเลเซอร์ส่องแสงบนกราฟีนพลังงานของเลเซอร์จะกระตุ้นอิเล็กตรอนในวัสดุทำให้พวกมันเคลื่อนที่และสร้างกระแสไฟฟ้า

บางครั้งกระแสน้ำเหล่านี้ยกเลิกกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากคลื่นพลังงานของเลเซอร์ผลิตกระแสที่เท่ากันและตรงกันข้ามทั้งสองด้านของกราฟีนพื้นดินฮัสซันกล่าว เนื่องจากโครงสร้างอะตอมสมมาตรของกราฟีนกระแสน้ำเหล่านี้สะท้อนและยกเลิกซึ่งกันและกันและไม่มีกระแสที่ตรวจพบได้

แต่ถ้าอิเล็กตรอนเดี่ยวสามารถเลื่อนในกราฟีนและการเดินทางของมันสามารถจับและติดตามได้แบบเรียลไทม์? “อุโมงค์” ที่อยู่ใกล้ชิดนี้เป็นผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดจากการปรับเปลี่ยนตัวอย่างกราฟีนที่แตกต่างกันของทีม

“ นั่นคือสิ่งที่ฉันโปรดปรานเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์: การค้นพบที่แท้จริงมาจากสิ่งที่คุณไม่คาดหวังว่าจะเกิดขึ้น” ฮัสซันกล่าว “ การเข้าสู่ห้องแล็บคุณคาดหวังว่าจะเกิดอะไรขึ้นเสมอ แต่ความงามที่แท้จริงของวิทยาศาสตร์คือสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เกิดขึ้นซึ่งนำคุณไปสู่การวิจัยมากขึ้นเมื่อเรารู้ว่าเราได้มาถึงผลกระทบของอุโมงค์นี้เราต้องเรียนรู้เพิ่มเติม”

ด้วยการใช้ phototransistors graphene ที่มีวางจำหน่ายทั่วไปเพื่อแนะนำเลเยอร์ซิลิกอนพิเศษนักวิจัยใช้เลเซอร์ที่ปิดที่ 638 attoseconds เพื่อสร้างสิ่งที่ฮัสซันเรียกว่า

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องขยายเสียงที่ควบคุมกระแสไฟฟ้าระหว่างสองจุดและเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

“ สำหรับการอ้างอิงหนึ่งวินาทีคือหนึ่งในสี่ของวินาที” ฮัสซันกล่าว “นี่หมายความว่าความสำเร็จนี้แสดงให้เห็นถึงการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่เร็วมากโดยการตระหนักถึงทรานซิสเตอร์ Petahertz-Speed”

แม้จะมีความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์บางอย่างภายใต้สภาวะที่เข้มงวดรวมถึงอุณหภูมิและความดัน แต่ทรานซิสเตอร์ใหม่นี้ดำเนินการภายใต้สภาวะแวดล้อมซึ่งเป็นวิธีการเชิงพาณิชย์และใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวัน

ฮัสซันกำลังทำงานร่วมกับ Tech Punaunt Arizona ซึ่งทำงานร่วมกับนักวิจัยเพื่อทำการค้าสิ่งประดิษฐ์จาก U สำหรับสิทธิบัตรและนวัตกรรมการตลาด ในขณะที่สิ่งประดิษฐ์ดั้งเดิมใช้เลเซอร์เฉพาะทางนักวิจัยกำลังผลักดันการพัฒนาของทรานซิสเตอร์ที่เข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่มีวางจำหน่ายทั่วไป

“ ฉันหวังว่าเราจะสามารถทำงานร่วมกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมเพื่อใช้ทรานซิสเตอร์ Petahertz-Speed ​​บนไมโครชิปได้” ฮัสซันกล่าว “ มหาวิทยาลัยแอริโซนาเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่เร็วที่สุดในโลกและเราต้องการเป็นที่รู้จักสำหรับทรานซิสเตอร์ Petahertz Speed ​​แรก”