دانشمندان آمریکایی سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی جهان را با سرعت پتا‌هرتزی توسعه دادند

براساس گزارش‌ها، این دستاورد بزرگ گامی مهم در مسیر توسعه رایانه‌های فوق‌سریع و تحقق جهشی در فناوری‌های هوش مصنوعی، فضا و پزشکی محسوب می‌شود.

توان پردازشی تراشه‌های سیلیکونی به مرزهای فیزیکی خود نزدیک شده و دراین‌میان، شتاب رشد نرم‌افزارها به‌ویژه در حوزه هوش مصنوعی از پیشرفت سخت‌افزار پیشی گرفته است اما اکنون با کنارگذاشتن جریان الکترون‌ها و بهره‌گیری از فناوری مبتنی‌بر نور، در محاسبات دریچه‌ای نو به آینده‌ای پرسرعت‌تر گشوده شده است.

تیم پژوهشی دانشگاه آریزونا با استفاده از گرافن و پالس‌های لیزری فوق‌کوتاه در مقیاس اَتوثانیه (یک کوینتیلیونم یک ثانیه)، موفق به کنترل حرکت الکترون‌ها شده‌اند. محققان با استفاده از پدیده‌ای کوانتومی به نام «تونل‌زنی» مشاهده کردند که الکترون‌ها بدون تأخیر از موانع فیزیکی می‌گذرند.

ترانزیستور جدید که با افزودن لایه‌ای از سیلیکون به فوتوترانزیستور گرافنی معمولی توسعه یافته، توانسته در شرایط دمای اتاق و با لیزری که با نرخ ۶۳۸ اتوثانیه خاموش و روشن می‌شود، به سرعت بی‌سابقه پتا‌هرتزی دست یابد که معادل پردازشی در حد یک‌میلیون بار سریع‌تر از تراشه‌های کنونی است.

«دکتر محمد حسن»، استادیار فیزیک و علوم نوری دانشگاه آریزونا و از سرپرستان این پروژه، می‌گوید: «زیبایی علم در رخداد اتفاقات کوچک است. وقتی متوجه دستیابی به اثر تونل‌زنی شدیم، باید تحقیقات بیشتری انجام می‌دادیم.»

نکته مهم اینکه برخلاف بسیاری از فناوری‌های نوظهور که فقط در شرایط آزمایشگاهی پایدارند، این ترانزیستور در شرایط عادی نیز کار می‌کند و همین موضوع مسیر تجاری‌سازی و استفاده در صنعت را آسان‌تر می‌کند. این تیم تحقیقاتی برای ثبت اختراع و توسعه کاربرد صنعتی این فناوری با Tech Launch Arizona همکاری می‌کند که اگر موفقیت آمیز باشد، ترانزیستور نوری با سرعت پتا‌هرتز می‌تواند به قلب رایانه‌های آینده تبدیل شود.

نتایج این پژوهش در Nature Communications منتشر شده است.