最快逻辑门问世 电脑运算速度将提高百万倍

2022-05-31 18:57 工工 未知

美国罗切斯特大学(University of Rochester)和德国埃朗根-纽伦堡大学(Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)合作发明了一种最快的电脑逻辑门技术,可以把电脑的处理速度提升上百万倍。

现在的电脑处理器的速度处于千兆赫兹(gigahertz,GHz)级别,研究称,这种新技术可以使得电脑的运算达到拍赫兹(petahertz,PHz)级别。拍赫兹是千兆赫兹的一百万倍,就是说每秒钟可以运算一千万亿次(10¹⁵)。

逻辑门是电脑运算的基础,简单地说就是把两个输入信号变成一个输出信号,即此运算的结果。逻辑门处理的信号就是人们常说的数位,只有0和1两个值。传统的逻辑门使用电流的相位来控制这两个值。

这份研究使用近年来热门的光波电子学原理,利用超快激光引导材料内部电子的运动方向,从而产生电流。

研究人员使用两道同步的激光作为输入信号,控制激光产生“真实”(Real)和“虚拟”(Virtual)两种电流载体。“真实”态载体意味着,电子被激光激活,即使激光关闭后,电流仍然向特定的方向运动。“虚拟”态载体意味着,只在激光开启的期间向特定的方向运动。

这些超快激光让科学家在飞秒(10⁻¹⁵秒,即千万亿分之一秒)如此短暂的瞬间产生电流,造出了最快的逻辑门,并证明这种逻辑门能够在飞秒的短时间内完成运算。不过,研究者承认这项技术投入市场还需要好几年的时间。但是,这份研究证明了电脑能够进行如此高速运算的可能性,这相当惊人。

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