Nors kompiuterių greičiai nuolat didėja, inžinieriai susiduria su vis sunkiau išsprendžiamomis procesorių ir kitų elektroninių dalių aušinimo problemomis – pavyzdžiui, milijonai centrinio procesoriaus tranzistorių intensyviai dirbdami gali iš kvadratinio centimetre paviršiaus ploto išskirti iki 125 vatų šilumos, o tai net dešimt kartų daugiau, nei išskiria elektrinės viryklės kaitlentė.

Vienas iš sprendimo būdų – sukurti tokias mikroschemas, kurios veiktų ne su elektronais, o fotonais; tokios schemos ne tik išskirtų gerokai mažiau šilumos, bet ir būtų greitesnės.

Nors nemaža dalis duomenų jau yra perduodami optiniais kabeliais, tačiau šie signalai kuriami ir koduojami elektroninėse grandinėse, ir, mokslininkų teigimu, dabartinius pasiekimus optinių technologijų kūrime kol kas galima palyginti su vakuuminių lempų stiprintuvų, gamintų praėjusio amžiaus penkiasdešimtaisiais metais, lygiu.

Tačiau grupė tyrėjų iš Ciuricho technologijos instituto žengė svarbų žingsnį optinių technologijų kūrime – jie sugebėjo sukurti optinį tranzistorių iš vienos molekulės.

Jie pasinaudojo tuo, kad molekulės energiją sugeria porcijomis – kvantais, ir ją apšvietus lazerio spinduliu, dalis energijos yra sugeriama ir molekulė tampa sužadintos būsenos, o šią energiją galima išlaisvinti kitu lazerio spinduliu. Tokiu principu veikia ir patys lazeriai, tačiau Ciuricho mokslininkams pavyko sužadinti ne tam tikrą medžiagos tūrį, o tik vieną molekulę, tiesa, atšaldytą iki beveik absoliutaus nulio temperatūros, - 272 C.

Tuomet antrąjį lazerio spindulį galima valdyti – sustiprinti ar susilpninti, priklausomai nuo to, ar molekulė yra sužadinta, ar ne, o tai tas pats principas, kuriuo remiasi elektroninių tranzistorių darbas, kuomet vienu elektriniu signalu galima valdyti kitą.

Tokie optiniai tranzistoriai bus labai reikalingi ir ateities kvantiniams kompiuteriams, tačiau, be abejo, mokslininkų laukia dar daug metų darbo.

Pasidalinkite su draugais

Šaltiniai:

ETH Zurich

Aut. teisės: MokslasPlius

Komentarai (10)