لیزر کمپیوټرونه

په پروسیسرونو کې د ساعت فریکونسۍ د 1 GHz په هره ثانیه کې یو ملیارد عملیات دي. ډیری، مګر غوره ماډلونه چې اوس مهال د اوسط مصرف کونکي لپاره شتون لري لا دمخه څو چنده ډیر لاسته راوړي. که چیرې دا چټک شي ... یو ملیون ځله؟

دا هغه څه دي چې نوې کمپیوټري ټیکنالوژي ژمنه کوي، د "1" او "0" حالتونو ترمنځ د بدلولو لپاره د لیزر ر lightا نبض کاروي. دا د ساده محاسبې څخه تعقیب کیږي په هره ثانیه کې څلور ملیون ځله.

په هغو تجربو کې چې په 2018 کې ترسره شوي او د نیچر په ژورنال کې بیان شوي، څیړونکو د ټنګسټن او سیلینیم د شاتو د شاتو په قطارونو کې نبض شوي انفراریډ لیزر بیمونه وویشتل (1). دا د صفر او یو حالت د دې لامل شوی چې په ګډ سیلیکون چپ کې تیر شي، لکه د دودیز کمپیوټر پروسیسر کې، یوازې یو ملیون ځله ګړندی.

دا څنګه وشول؟ ساینس پوهان دا په ګرافیک ډول تشریح کوي، دا ښیي چې د فلزي شاتو په جامو کې برقیان "عجیب ډول" چلند کوي (که څه هم دومره نه وي). په خوښۍ سره، دا ذرات د مختلفو کوانټم حالتونو تر منځ کودیږي، د تجربه کونکو لخوا نومول شوي "په زړه پورې څراغ ».

څیړونکي دا د مالیکولونو شاوخوا رامینځته شوي ټریډملونو سره پرتله کوي. دوی دې لارو ته "وادۍ" وايي او د دې سپینګ ریاستونو لاسوهنه یې په توګه تشریح کوي.valleytronics » (س).

الیکترونونه د لیزر نبض لخوا هڅول کیږي. د انفراریډ دالونو د قطبیت پورې اړه لري، دوی د فلزي جال د اتومونو شاوخوا د دوو ممکنه "وادیونو" څخه یوه "قبضه" کوي. دا دوه ایالتونه سمدلاسه د صفر یو کمپیوټر منطق کې د پیښې کارولو وړاندیز کوي.

د الکترون کودونه خورا ګړندي دي ، د فیمټوسیکنډ دورې کې. او دلته د لیزر لارښود سیسټمونو د نه منلو وړ سرعت راز دی.

برسېره پردې، ساینس پوهان استدلال کوي چې د فزیکي تاثیراتو له امله، دا سیسټمونه په یو وخت کې په دواړو حالتونو کې په ځینو معنی کې دي.superposition)، کوم چې فرصتونه رامینځته کوي څیړونکي ټینګار کوي چې دا ټول په کې پیښیږي د خونې د حرارت درجهپداسې حال کې چې ډیری موجود کوانټم کمپیوټرونه د کوبیټس سیسټمونو ته اړتیا لري ترڅو د تودوخې مطلق صفر ته نږدې یخ شي.

څیړونکي په یوه بیان کې وویل: "په اوږدې مودې کې، موږ د کوانټم وسیلو رامینځته کولو ریښتیني امکان ګورو چې د سپک څپې د یو واحد حرکت په پرتله ګړندي عملیات ترسره کوي." روپرټ هوبرد آلمان د ریګینسبرګ پوهنتون د فزیک پروفیسور.

په هرصورت، ساینس پوهانو تر اوسه په دې طریقه کوم ریښتیني کوانټم عملیات ندي ترسره کړي، نو د کوانټم کمپیوټر مفکوره چې د خونې په حرارت کې فعالیت کوي خالص نظري پاتې کیږي. ورته د دې سیسټم نورمال کمپیوټري ځواک باندې پلي کیږي. یوازې د حرکتونو کار ښودل شوی او هیڅ ریښتیني کمپیوټري عملیات ندي ترسره شوي.

د پورته ذکر شویو تجربو په څیر تجربې لا دمخه ترسره شوي. په 2017 کې، د مطالعې تفصیل په نیچر فوټونیکس کې خپور شو، په شمول د متحده ایالاتو د میشیګان پوهنتون کې. هلته، د لیزر ر lightا نبض 100 فیمټوسیکنډونه دوام کوي د سیمی کنډکټر کرسټال له لارې تیریږي ، د بریښنایی حالت کنټرولوي. د یوې قاعدې په توګه، هغه پیښې چې د موادو په جوړښت کې پیښیږي ورته ورته وو چې مخکې تشریح شوي. دا د مقدار پایلې دي.

رڼا چپس او perovskites

وکړي"کوانټم لیزر کمپیوټرونه » له هغه سره بل ډول چلند کیږي. په تیر اکتوبر کې، د متحده ایالاتو - جاپاني - آسټرالیا څیړونکي ټیم د سپک وزن کمپیوټري سیسټم وښوده. د qubits پرځای، نوې طریقه د لیزر بیمونو فزیکي حالت او دودیز کرسټال کاروي ترڅو بیمونه په ځانګړي ډول رڼا بدل کړي چې "کمپریس شوي رڼا" نومیږي.

د دې لپاره چې د کلستر حالت د کوانټم کمپیوټري ظرفیت څرګند کړي، لیزر باید په یو مشخص ډول اندازه شي، او دا د عکسونو، بیم ایمیټرونو او نظری فایبرونو د کوانټم انټیلډ شبکې په کارولو سره ترلاسه کیږي (2). دا طریقه په کوچنۍ پیمانه وړاندې کیږي، کوم چې په کافي اندازه لوړ کمپیوټري سرعت نه وړاندې کوي. په هرصورت، ساینس پوهان وايي چې ماډل د توزیع وړ دی، او لوی جوړښتونه کولی شي په پای کې د کارول شوي کوانټم او بائنری ماډلونو په پرتله د کوانټم ګټه ترلاسه کړي.

2. لیزر بیمونه د شیشې له پیچلې شبکې څخه تیریږي

"پداسې حال کې چې اوسني کوانټم پروسیسرونه اغیزمن دي، دا روښانه نده چې ایا دوی خورا لوی اندازې ته اندازه کیدی شي،" ساینس نن یادونه کوي. نیکولاس مینیکوچي، د آسټرالیا په میلبورن کې د RMIT پوهنتون کې د کوانټم کمپیوټري او مخابراتو ټیکنالوژۍ (CQC2T) مرکز کې مرسته کونکی څیړونکی. "زموږ کړنلاره د پیل څخه په چپ کې رامینځته شوي خورا پیمانه کولو سره پیل کیږي ځکه چې پروسیسر ، د کلستر حالت په نوم یادیږي ، له رڼا څخه جوړ شوی دی."

د الټرا فاسټ فوټونک سیسټمونو لپاره نوي ډوله لیزرونو ته هم اړتیا ده (هم وګورئ:). د لرې ختیځ فدرالي پوهنتون (FEFU) ساینس پوهانو - د ITMO پوهنتون د روسیې همکارانو سره یوځای ، په بیله بیا دالاس کې د ټیکساس پوهنتون او د آسټرالیا ملي پوهنتون ساینس پوهانو - د مارچ په 2019 کې د ACS نانو په ژورنال کې راپور ورکړ چې دوی د ACS نانو د تولید لپاره اغیزمنه، چټکه او ارزانه لاره perovskite لیزرونه. د نورو ډولونو په پرتله د دوی ګټه دا ده چې دوی ډیر په ثبات سره کار کوي، کوم چې د نظری چپس لپاره خورا مهم دی.

"زموږ د هالایډ لیزر چاپ کولو ټیکنالوژي د پیروسکیټ لیزرونو ډول ډول تولید لپاره ساده ، اقتصادي او خورا کنټرول شوې لاره چمتو کوي. دا مهمه ده چې په یاد ولرئ چې د لیزر چاپ کولو پروسې کې د جیومیټري اصلاح کول د لومړي ځل لپاره د ثابت واحد موډ پیرووسکایټ مایکرولازرونو ترلاسه کول ممکنه کوي (3). دا ډول لیزرونه د مختلفو الیکترونیکي او نانوفوټونک وسیلو، سینسرونو او نورو په پراختیا کې ژمن دي، "الیکسي ژیشینکو، د FEFU مرکز څیړونکي، په خپرونه کې تشریح کړه.

3. Perovskite لیزر بیم

البته، موږ به ډیر ژر شخصي کمپیوټرونه "په لیزرونو چلولو" ونه ګورو. پداسې حال کې چې پورته تشریح شوي تجربې د مفهوم ثبوت دي، حتی د کمپیوټر سیسټمونو پروټوټایپ نه دي.

په هرصورت، د رڼا او لیزر بیمونو لخوا وړاندیز شوي سرعت د څیړونکو او بیا انجینرانو لپاره خورا زړه راښکونکي دي چې دا لاره رد کړي.