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科学家研发最快逻辑门:将使计算机速度提高数百万倍

542 人参与  2022年05月22日 14:27  分类 : 科技前沿  评论

罗切斯特大学和弗里德里希-亚历山大-纽伦堡大学的研究人员已经创造出有史以来最快的逻辑门。研究人员介绍称,如果这一过程被推向市场,它将使计算机速度提高数百万倍。

计算机正在稳步地变得越来越快。而且,这种速度在消费者购买什么样的电脑中起着很大的作用。目前用来衡量计算机的是千兆赫的时钟速率。然而有史以来最快的逻辑门的诞生可能为拍赫兹时钟速率打开大门,其中1拍赫兹等于100万千兆赫。

或许你不是一个计算机爱好者,这些数字可能对你没有什么意义。但如果拥有一台以1拍赫兹速度运行的计算机,那么将使它基本上每秒能完成1万亿次的计算操作。这将使运行高强度的应用像用激光剑切开黄油一样容易。

但这一切是如何开始的呢?几十年来,研究人员一直在寻找创造闪电般速度的电子产品的方法。事实上,科学的长期追求之一是开发能够接近自然规律所允许的最快时间尺度的电子和信息处理能力。

科学家研发最快逻辑门:将使计算机速度提高数百万倍

正是这种追求使得研究人员尝试使用激光来引导物质中电子的运动。这一概念被称为光波电子学,并且它似乎确实可能是计算处理的未来。通过利用同步的激光脉冲,研究人员创造了有史以来最快的逻辑门。

究竟是什么让这一发现如此重要?据了解,逻辑门是我们计算所需的基本构件。因此,它们控制计算机芯片如何处理传入的信息。这意味着它们的速度越快,它们一次可以处理的信息就越多。

从本质上讲,逻辑门的工作原理是接受两个输入信号并创建一个单一的输出。逻辑门处理被称之为比特的信息,它以0和1的形式出现。为了创造有史以来最快的逻辑门,研究人员使用两个同步的激光脉冲作为输入信号。

每一个激光都被选择用来迸发一个真电荷载体或假电荷载体。其中,“真”电荷载体是被光激发的电子。这些载流子即使在关闭激光脉冲后仍能保持定向运动。另一方面,“假”充电器载流子则只有在激光脉冲被激活时才会被设定为定向运动。

因此,研究人员创造了有史以来最快的逻辑门。而且首次证明了逻辑门可以在飞秒级的时间范围内运行。当然,研究人员指出,这种工艺在市场上用于个人电脑还需要几年时间。但耐人寻味的是,取得这种进展成为了一种可能。

编辑:神目

原文:https://www.cnbeta.com/articles/science/1272211.htm

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