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研究发现激光可让电脑提速:每秒运行1000万亿次

2018-05-16 15:13    来源:参考消息    编辑:鲁石明

  美媒称,每秒运算10亿次并不酷。知道什么是酷吗?每秒运行1000万亿次。这是一种新的计算技术的前景,它使用激光脉冲制造一个基本计算单位比特的样本,在开和关或“1”和“0”之间切换,每秒1000万亿次。这是现代计算机速度的约100万倍。

  据美国趣味科学网站5月14日报道,根据5月2日发表在英国《自然》杂志上的这项研究,在这个实验中,研究人员将红外激光以脉冲方式输送到蜂窝状的钨和硒晶格上,使得硅晶片从“1”变为“0”状态,就像正常计算机处理器一样——只不过快了100万倍。

  这是一个关于电子在蜂窝晶格中如何运行的技巧。

  报道称,钨硒晶格周围只有两条轨道供受激发电子进入。用同一方向红外线照射晶格,电子就会跳到第一条轨道上。用不同方向红外线照射它,电子就会跳到另一条轨道上。理论上,一台计算机可以将这些轨道视为1和0。当轨道1上有一个电子时,那就是1。当它在轨道0上时,那就是0。

  重要的是,这些轨道在某种程度上是紧密相连的,电子在失去能量之前不需要在它们上面运行很长时间。用红外线向晶格输送脉冲,电子会跳到轨道1上,但研究指出,它只会围绕它“几飞秒”,然后在靠近原子核的轨道上返回到它的非激发状态。飞秒是千万亿分之一秒,甚至不足以让一束光穿过一个红细胞。

  因此,电子在轨道上停留的时间不长,但一旦它们进入轨道,额外的光脉冲就会让它们在两条轨道之间来回撞击,然后才有机会回到不激发状态。这种来回的碰撞,1-0-0-1-0-1-0-0-0-1-0-0-0-1——在令人难以置信的快速闪光中一次又一次碰撞——就是计算的内容。但研究者们指出,在这种材料中,这种碰撞可能发生得比在当前芯片中要快得多。

  报道称,研究人员还提出了他们的晶格可以在室温下用于量子计算的可能性。研究人员表明,从理论上讲,有可能把这个晶格中的电子激发到量子计算所需的轨道1和轨道0“叠加”状态,或在某种程度上同时处在两条轨道上的模糊状态。

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