Съвременните топ-компютри могат да извършват стотици милиарди операции в секунда. А суперкомпютрите – квадратилион (число с 15 нули отзад) операции в секунда. Това все още не е страхотно. Страхотно би било да си имаш подобен компютър на бюрото вкъщи.

Тази възможност може да даде новия тип изчислителна техника, която използва импулси от лазерна светлина, за да създаде аналог на базовата единица данни – битът, който може да има значение 0 или 1. Новата технология дава възможност за превключване от 0 към 1 и обратно за квадратилион пъти в секунда. Това е милион пъти повече от съвременните персонални компютри.

Всички електронни устройства – от калкулатора дo мощните суперкомпютри работят с комбинации от нули и единици. Независимо какво се изпълнява – стартирана игра или пресмятане компонентите на ново химическо съединение – всичко това са много сложни и дълги последователности от нули и единици. През 2018 година средностатистическият процесор използва предимно „силициеви“ битове и извършва с тях милиарди операции в секунда.

В нов научен експеримент бяха излъчвани кратки импулси инфрачервена лазерна светлина към кристална решетка от волфрам и селен с форма, наподобяваща пчелна пита. Лазерната светлина принуждава електроните на решетката да променят състоянието си милион пъти по-бързо, отколкото в силициевия чип.

Тази висока скорост на превключване се дължи на поведението на електроните в кристалната решетка. Електроните в атомите се разполагат във вид на енергетични нива. Съвсем опростено можем да си ги представим като стабилни орбити около атомното ядро. В нормалното си състояние електроните се намират в състояние на минимум енергия – възможно най-близко до ядрото.

Но ако електронът бъде възбуден, например с помощта на квант светлина – фотон, той ще премине на друго енергетично ниво, по-далече от ядрото. Волфрамово-селеновата кристална решетка има само две енергийни нива и чрез промяна на ориентацията на лазерната светлина, електронът може да бъде накаран да премине към друго енергийно ниво.

Според това изследване, енергийните нива на електроните могат да бъдат разглеждани като логически нули и единици.

Енергетичните нива на електроните се разположени много близо едно до друго и след като електронът погълне енергията на лазерната светлина, бързо я изпуска също във вид на светлинна енергия и се връща на предишното си енергетично състояние. В нашия опростен случай, това е първата орбита. Процесът е много бърз – само няколко фемтосекунди. Това e милион милиарди пъти по-малко от една секунда. За това време светлината изминава път, колкото една десета от дебелината на човешкия косъм.

Тоест, с помощта на лазер, само за няколко фемтосекунди е възможно да се промени състоянието от логическа нула на логическа единица. Това означава квадратилион операции в секунда – сравнимо със съвременните суперкомпютри, само че много компактно.

Учените казаха още, че волфрамоwo-селенова кристална решетка може да се използва и за квантови изчисления при стайна температура. Това е нещо като светия граал в квантовите изчисления, понеже повечето от сега съществуващите квантови компютри изискват охлаждане поти до абсолютната нула. Създателите на новата решетка теоретично доказаха, че електроните в нея могат да бъдат заплетени в състояние на квантова суперпозиция и да бъдат използвани като кубити в квантов компютър.

В крайна сметка, имаме реална възможност за създаването на квантови информационни устройства, които изпълняват операциите по-бързо от колебанията на инфрачервената лазерна светлинна вълна“ – каза авторът на изследването Ръпърт Хубер, професор по физика в университета Регенсбург, Германия.

Засега не е извършено нито едно квантово изчисление с помощта на новия метод и идеята за създаване на квантов компютър, работещ при стайна температура, си остава все още чисто теоретична. Сега започват практическите експерименти в тази насока.

Но въпреки това, новото изследване и новият експеримент отварят вратите за свръхбързи обикновени конвенционални (а може би и квантови) изчисления. Досега нищо подобно не бе измисляно.

Основен източник: Lasers Could Make Computers 1 Million Times Faster

8
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
6 Коментари
2 Отговори на коментарите
1 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Кольо
Кольо

Кат` са могли, да са ги направили, брях! Побелях вече, от чакане на това което БИ могло да бъде, ма нанай!

дръ
дръ

имам един съсед бай кольо… че и той така чака да почне жътвата и да жъне с комбайната, има климатик в кабината доста е напред.Да ви има и вас коьовците да има хляб

Необразован
Необразован

Ай да почнете да пишете адекватно статии а ?

програмист
програмист

страхотна статия. Техниката се развива стремително бързо в нашия 21ви век. Вече има създадени лазерни превключватели на петахерци – 1 000 000 000 000 000 хц. Очакваме скоро логически елементи и цели интегрални схеми и процесори и памети. Бъдещето на техниката и компютрите е в свръх бързите схеми и лазери. Също и може би ще бъдат квантови при стайна температура. Да очакваме след няколко години новите кортекси и пик процесори на тера и пета херци. Сегашната техника на гигахерци съвсем скоро ще е морално остаряла. Интернета ще стане терабаити в секунда. Може би скоро ще пуснат серия лазерни логически схеми… Виж още »

Кольо
Кольо

Имаше навремето рекорд за честота на транзистор…IBM достигнаха над 200 гигахерца, а световният рекорд въобще за всички времена е „The investigators operated a silicon-germanium (SiGe) transistor at 798 gigahertz “ Навремето, когато процесорите бяха с по едно едничко ядро, а пентиумите на Интел бяха млади, се прогнозираше, че примерно 2010г. процесорите ще работят вече на 30 гигахерца. Само че, нещата не се стекоха както някои си мислеха. 1 транзистор, явно може някак да се клокне до почти 800 гигахерца, но не и няколкото милиарда, в ядрата на сложните компютърни централни процесори. Така и с тия лазерни превключватели, много шум, обещания… Виж още »

Минка
Минка

Чудовищна новина, аз разбрах за 10 милиона по-бързи, тъй да знаете.

Techhead
Techhead

Кой ще напише софтуер да натовари достатъчно такъв процесор?

Savior
Savior

Не се казва (квадратилион), а квадрилион