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意大利科学家制造出了由光控制的超高速计算机。他们利用飞秒激光脉冲,在新型二维半导体材料中实现了超高速逻辑运算,其运算速度比现有最快的电子器件快一百倍以上,为未来计算机的性能突破开辟了新路径。该成果首次证实,光不仅能传输信息,还可直接用于处理信息。相关论文发表于最新的《自然·光子学》杂志。
传统芯片处理信息,就像让电子在复杂的城市道路上“奔波”,速度总有瓶颈。如今,科学家找到了一条“光速捷径”:他们利用神奇的飞秒激光“指挥”一种新型二维半导体材料。这种激光的脉冲极短,能瞬间改变材料里电子的状态,直接完成信息的“开”与“关”。实验结果显示,这种方法的逻辑运算速度比现有最快的电子器件快了一百多倍。这意味着,未来的计算机有望挣脱传统芯片的束缚,实现成千上万倍的提速,为人工智能等前沿领域带来颠覆性变革。
现代计算机依赖晶体管内电荷的移动,其速度面临物理极限。而该研究采用了一种根本不同的方法:利用振荡的光场直接操控材料中电子的量子态。研究人员选用仅有三层原子厚度的二维半导体二硫化钨作为载体,其中的电子可占据两种不同的量子态,称为“谷”。这两种状态可对应传统二进制中的“0”和“1”,但操控潜力远高于电荷。
他们还成功测量了此类量子信息在材料中能够保持稳定的时间,这是评估其能否用于实际器件的重要参数。
该技术目前仍处于原理验证阶段,仍面临一系列挑战,包括设计更复杂的脉冲序列、扩展可操作的比特数量等。(改编自科技日报)
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