羅切斯特大學的研究人員已開發出有史以來最快的邏輯門

邏輯門是計算機的基本組成部分。近日，羅切斯特大學的研究人員已開發出有史以來最快的邏輯門。通過用激光脈沖擊穿石墨烯和金，新的邏輯門比現有計算機快一百萬倍，證明了“光波電子學”的可行性。

原理上，邏輯門會接受兩個輸入，對它們進行比較，然后根據結果輸出信號。數十億個單獨的邏輯門被塞進芯片中，以創建處理器、內存和其他電子元件。

不過，邏輯門不會立即工作，在處理輸入時會有納秒級的延遲。這對于現代計算機來說，已經足夠快了，但總有改進的余地。現在，羅切斯特團隊的新邏輯門僅在飛秒內處理信息，比納秒短一百萬倍。

為了達到這些極端速度，該團隊制作了由兩個金電極的石墨烯線組成的接頭。當石墨烯被同步的激光脈沖對擊穿時，材料中的電子被激發，將它們拉向其中一個電極，產生電流。

通過調整激光脈沖的相位，該團隊能夠生產出一種類型的電荷載流子，它們可以疊加或相互抵消—前者可以被認為是1輸出，而后者可以被認為是0。最終的結果是一個超快的邏輯門，標志著光波電子學這一理論領域的概念首次得到證明。

首席研究員Tobias Boolake 說：“這項技術可能需要很長時間才能用于計算機芯片，但至少我們現在知道，光波電子技術在實際應用中是可行的。”

如果這些類型的光波電子設備真的上市，它們的速度可能比今天的計算機快數百萬倍。目前，我們以千兆赫 (GHz) 為單位衡量處理速度，但這些新的邏輯門在 Petahertz (PHz) 的規模上運行。

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