پیشرفتی که سرعت رایانه‌ها را چندین میلیون برابر می‌کند

محققان دانشگاه روچستر سریع‌ترین "گیت منطقی" که قطعه‌ای اساسی در رایانه‌ها است را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند باعث افزایش میلیونی سرعت رایانه‌ها در آینده شود.

کد خبر: ۴۳۳۰۱۳

تاریخ: ۲۲ ارديبهشت ۱۴۰۱ - ۱۹:۱۳

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیواطلس، گیت‌ یا دروازه‌های منطقی (Logic gates) واحدهای ساختاری اساسی رایانه‌ها هستند. این گیت‌های منطقی جدید یک میلیون برابر سریع‌تر از گیت‌های موجود در رایانه‌های کنونی هستند.

گیت‌های منطقی دو ورودی دریافت می‌کنند، آن‌ها را با یکدیگر مقایسه می‌کنند و سپس بر اساس نتیجه یک سیگنال خروجی ارائه می‌دهند. برای مثال، سیگنال خروجی آن‌ها می‌تواند "یک" باشد اگر هر دو سیگنال دریافتی "یک" یا هر دو "صفر" باشند، یا حتی اگر یکی یا هیچکدام از آن‌ها "یک" نباشد. میلیاردها گیت منطقی واحد در تراشه‌ها برای ایجاد پردازنده‌ها، حافظه و سایر اجزای الکترونیکی قرار داده می‌شود.

با این وجود، گیت‌های منطقی در لحظه کار نمی‌کنند بلکه تاخیری در زمان پردازش ورودی‌ها به اندازه چند نانوثانیه دارند. این میزان برای کامپیوترهای مدرن به اندازه کافی سریع است، اما همیشه امکان بهبود وجود دارد و اکنون گیت‌های منطقی جدیدی که محققان روچستر ساخته‌اند، اطلاعات را تنها در چند فمتوثانیه پردازش می‌کنند که یک میلیون برابر کمتر از نانوثانیه است.

برای رسیدن به این سرعت‌ فوق‌العاده، محققان اتصالاتی متشکل از یک سیم گرافن که دو الکترود طلا را به هم متصل می‌کرد، ایجاد کردند. هنگامی که گرافن با لیزر مورد هدف قرار گرفت، الکترون‌های موجود در ماده برانگیخته شدند و جریان الکتریکی تولید کردند.

با تنظیم فاز پالس‌های لیزر آن‌ها به یک گیت منطقی فوق سریع دست یافتند که به نوبه خود اولین اثبات مفهوم حوزه‌ای نظری موسوم به الکترونیک امواج نور" (lightwave electronics) را رقم زد.

"توبیاس بولکی" (Tobias Boolakee)، محقق ارشد این مطالعه می‌گوید: احتمالاً زمان زیادی طول خواهد کشید تا این روش در ساخت یک تراشه رایانه‌ای مورد استفاده قرار گیرد، اما حداقل اکنون می‌دانیم که "الکترونیک امواج نور" عملا امکان پذیر است.

اگر این نوع دستگاه‌ها وارد بازار شوند، می‌توانند میلیون‌ها برابر سریع‌تر از رایانه‌های امروزی باشند. در حال حاضر سرعت پردازش را با گیگاهرتز اندازه گیری می‌کنیم، اما این گیت‌های منطقی جدید در مقیاس پتاهرتز (PHz) عمل می‌کنند.

این تحقیق روز گذشته در مجله Nature منتشر شد.