Новые компьютеры использующие лазер будут в 1 млн раз быстрее современных

Миллиард операций в секунду – это не круто. Знаешь, что круто? Миллион миллиардов операций в секунду.

Миллиард операций в секунду – это не круто. Знаешь, что круто? Миллион миллиардов операций в секунду.

Это обещание новой вычислительной техники, которая использует импульсы лазерного света для создания прототипа базовой единицы вычислений, называемой бит, которая может переключаться между ее включенными и выключенными состояниями «1» и «0», 1 квадриллион раз в секунду. Это примерно в 1 миллион раз быстрее, чем в современных компьютерах.

Обычные компьютеры (все, от вашего калькулятора до смартфона или ноутбука, которое вы используете, чтобы прочитать это), думают с точки зрения 1 и 0. Все, что они делают, от решения математических задач до представления мира видеоигр, представляет собой очень сложную коллекцию операций 1-или-0, да или-нет. И типичный компьютер в 2018 году может использовать кремниевые биты для выполнения более или менее 1 миллиарда этих операций в секунду.

В этом эксперименте исследователи подавали импульсы инфракрасного лазерного света на решетки вольфрама и селена имеющие форму сот, позволяя кремниевому чипу переключаться из состояний «1» в «0», как обычный компьютерный процессор, но в миллион раз быстрее, согласно исследованию, которое было опубликовано в издании Nature 2 мая.

В большинстве молекул электроны, находящиеся на орбите вокруг них, могут переходить в несколько разных квантовых состояний – «псевдоспины», когда они возбуждаются.

При невозбуждении электрон может оставаться вблизи молекулы, лениво вращаясь. Возбудить этот электрон, возможно при помощи вспышки света.

Вольфрамо-селеновая решетка имеет всего две дорожки вокруг нее для возбуждения электронов. При освещении лазером решетки с одной ориентацией инфракрасного света, электрон перескакивает на первую дорожку. Если воздействовать на него с другой ориентацией инфракрасного света, то электрон перепрыгнет на другую дорожку. Компьютер теоретически может рассматривать эти треки как 1 и 0.

Реально, эти треки близки друг к другу, и электронам не нужно бегать по ним очень долго, прежде чем он потеряет энергию.

Таким образом, электроны не остаются на треке долго, но как только они будут на нём, дополнительные импульсы света будут толкать их назад и вперёд между двумя треками, прежде чем они смогут вернуться в невозбужденное состояние. Это толкание назад и вперёд и есть 1-0-0-1-0-1-1-0-0-0-1. Это будет происходить снова и снова в невероятно быстрых вспышках – это и есть материал вычислений. Но в этом виде материала, как показали исследователи, это может произойти гораздо быстрее, чем в современных чипах.

Исследователи также высказали мысль о том, что их решетку можно использовать для квантовых вычислений при комнатной температуре. Это своего рода святой грааль для квантовых вычислений, поскольку большинство существующих квантовых компьютеров требуют от исследователей сначала охладить квантовые кубиты до почти абсолютного нуля, самой холодной температуры.

Исследователи показали, что теоретически возможно возбуждать электроны в этой решетке до «суперпозиций» – неоднозначных состояний, являющихся одновременно разнородными на обоих треках, – которые необходимы для квантовых вычислений.

«В конечном итоге мы видим реалистичную возможность внедрения квантовых информационных устройств, которые выполняют операции быстрее, чем одно колебание световой волны», – сказал в своем заявлении исследователь Руперт Хубер, профессор физики в Университете Регенсбурга в Германии.

Однако исследователи фактически не выполняли никаких квантовых операций таким образом, поэтому идея квантового компьютера работающего при комнатной температуре остаётся полностью теоретической. Фактически, классические (регулярные) операции, которые исследователи выполняли на своей решетке, были просто бессмысленным переключением 1 и 0. Решетка все ещё не использовалась для вычисления чего-либо. Таким образом, исследователи все ещё должны доказать, что его можно использовать на практическом компьютере.

Тем не менее, эксперимент мог бы открыть дверь для сверхбыстрого обычного вычисления – и, возможно, даже квантовых вычислений – в ситуациях, которые до сих пор невозможно было достичь. опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet