Los láseres pueden hacer que las computadoras sean un millón de veces más rápidas.
Esta es la perspectiva de una nueva tecnología informática que utiliza pulsos láser para crear un prototipo de una unidad informática básica, llamada bit, que puede encenderse y apagarse, o un "1" y un "0". afirma 1 billón de veces por segundo. Esto es aproximadamente 654,38+0 millones de veces más rápido que las computadoras modernas.
Las computadoras tradicionales (desde la calculadora hasta el teléfono inteligente o la computadora portátil que usas para leer) piensan en términos de unos y ceros. Todo lo que hacen, desde resolver problemas matemáticos hasta representar el mundo de un videojuego, equivale a una operación muy compleja de 1 o 0, sí o no * * *. En 2018, una computadora típica podría realizar alrededor de 10 mil millones de estas operaciones por segundo utilizando bits de silicio. [¿Hecho científico o ficción? Diez conceptos de ciencia ficción
En este experimento, los investigadores pulsaron una luz láser infrarroja sobre una red de panal de tungsteno y selenio, lo que provocó que el chip de silicio cambiara de un estado "1" a un estado "0" como un normal. Estado del procesador de la computadora, como se informó en la edición del 2 de mayo de Nature.
Este es un consejo sobre el comportamiento de los electrones en una red alveolar.
En la mayoría de las moléculas, cuando se excitan, los electrones en órbitas a su alrededor pueden saltar a varios estados cuánticos diferentes, o "pseudo-espines". Una buena forma de imaginar que estos estados son diferentes es en un círculo de carreras que rodea a la propia molécula. (Los investigadores llaman a estas trayectorias "valles" y a la manipulación de estos espines "electrónica de valle").
No se menciona, los electrones pueden permanecer cerca de la molécula, girando en círculos perezosos. La forma gira. Pero para excitar a este electrón, quizás con un destello de luz, necesita quemar algo de energía en una de sus órbitas exteriores.
Solo hay dos órbitas alrededor de la red W-Se, lo que permite la entrada de electrones excitados. Si ilumina la red con luz infrarroja en una dirección, los electrones saltarán a la primera órbita. Ilumine con luz infrarroja desde diferentes direcciones y los electrones saltarán a otra órbita. En teoría, una computadora podría tratar estas órbitas como unos y ceros. Cuando hay un electrón en el orbital 1, es 1. Cuando está en órbita 0, es 0.
Lo más importante es que estas órbitas (o valles) están relativamente cerca, y los electrones no necesitan recorrerlas durante mucho tiempo antes de perder energía. Utilizando pulsos de luz infrarroja en una red de Tipo I, un electrón salta a la órbita 1, pero sólo orbita durante unos pocos femtosegundos antes de regresar a su estado libre de referencias en una órbita más cercana al núcleo. Un femtosegundo es una millonésima de segundo, ni siquiera el tiempo suficiente para que un rayo de luz atraviese un glóbulo rojo.
Entonces, los electrones no permanecen en la órbita por mucho tiempo, pero una vez que lo hacen, pulsos de luz adicionales los golpean de un lado a otro entre las dos órbitas, y luego tienen la oportunidad de regresar. al estado inactivo. Esta colisión de ida y vuelta, 1-0-0-1-0-1-0-0-1, que parpadea una y otra vez a una velocidad increíble, es algo que debe calcularse. Pero los investigadores descubrieron que en este material el fenómeno puede ocurrir mucho más rápido que en los chips modernos.
Los investigadores también plantearon la posibilidad de que su red pudiera usarse para computación cuántica a temperatura ambiente. Este es el santo grial de la computación cuántica, ya que la mayoría de las computadoras cuánticas existentes requieren que los investigadores enfríen sus qubits a temperaturas mínimas cercanas al cero absoluto. Los investigadores demostraron que es teóricamente posible excitar electrones en esta red a una "superposición" de los orbitales 1 y 0, o tener algún estado difuso en ambos orbitales al mismo tiempo, lo cual es un cálculo necesario para la computación cuántica.
"A largo plazo, vemos oportunidades realistas para introducir dispositivos de información cuántica que funcionen más rápido que una sola oscilación de ondas de luz", dijo el autor principal del estudio en Regensburg, Alemania, dijo Rupert, profesor de física. en la universidad. dijo Huber en un comunicado. Sin embargo, los investigadores no han realizado ninguna operación cuántica de esta manera, por lo que la idea de una computadora cuántica a temperatura ambiente sigue siendo completamente teórica. De hecho, las operaciones clásicas (de tipo regular) que los investigadores realizaron en sus redes fueron simplemente transiciones sin sentido, de ida y vuelta, 1-0. La red todavía no se puede utilizar para calcular nada. Por lo tanto, los investigadores todavía tienen que demostrar que se puede utilizar en ordenadores reales.
Aun así, este experimento podría abrir la puerta a la computación convencional ultrarrápida, o incluso a la computación cuántica, algo que ha sido imposible hasta ahora.
Publicado originalmente en la revista Life Sciences.