به گزارش ایسنا، در حالی که نرم‌افزارهای هوش مصنوعی و ابررایانه‌ها با سرعتی سرسام‌آور پیشرفت می‌کنند، سخت‌افزارها سال‌هاست به سقف توان خود رسیده‌اند. ترانزیستورهای سنتی مبتنی بر سیلیکون با محدودیت‌هایی مانند مقاومت الکتریکی و محدودیت مواد فیزیکی روبه‌رو هستند و نمی‌توانند سریع‌تر از حد مشخصی عمل کنند.

به نقل از آی‌ای، اکنون محققان دانشگاه آریزونا با همکاری پژوهشگرانی بین‌المللی، ترانزیستوری نوری ساخته‌اند که به‌جای جریان الکترون، از نور برای استفاده می‌کند و با کمک گرافن، توانسته‌اند به سرعت‌های پتاهرتز  که بیش از یک میلیون برابر سریع‌تر از تراشه‌های امروزی است، دست پیدا کنند.

تونل‌زنی کوانتومی با سرعتی بی‌سابقه

این فناوری جدید با تکیه بر پدیده‌ای کوانتومی به نام «تونل‌زنی»، به الکترون‌ها اجازه می‌دهد که بدون برخورد به موانع فیزیکی، به‌صورت آنی عبور کنند. گرافن، به‌خاطر ساختار متقارنش، معمولا مانع ایجاد جریان الکتریکی می‌شود، اما گروه محققان با افزودن یک لایه سیلیکونی ویژه و اعمال پالس‌های لیزری در مقیاس اتوثانیه یا یک کوینتیلیونم ثانیه، موفق شدند الکترون‌ها را در لحظه ردیابی و کنترل کنند.

سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی جهان

با استفاده از یک فتوترانزیستور گرافنی تجاری که به‌صورت ویژه تغییر یافته بود، این گروه توانستند به سوئیچ‌زنی در مقیاس ۶۳۸ اتوثانیه برسد؛ یعنی سریع‌ترین ترانزیستوری که تاکنون ساخته شده است.

پروفسور محمد حسن، استاد فیزیک و علوم نوری، این اختراع را سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی پتاهرتز جهان نامید و تاکید کرد: ما شاهد جهشی عظیم در توسعه نرم‌افزارهای هوش مصنوعی بوده‌ایم، اما سخت‌افزارها هنوز عقب مانده‌اند. با تکیه بر کشفیات رایانه‌های کوانتومی، می‌توانیم سخت‌افزاری بسازیم که با این انقلاب نرم‌افزاری همگام شود.

راهی به سوی تجاری‌سازی

برخلاف بسیاری از آزمایش‌های علمی که فقط در شرایط کنترل‌شده قابل اجرا هستند، این ترانزیستور در دمای اتاق نیز به‌خوبی کار می‌کند. همین ویژگی آن را برای ورود به بازار و استفاده در محصولات تجاری بسیار امیدوارکننده می‌کند.

پژوهشگران اکنون با همکاری Tech Launch Arizona در تلاشند تا این فناوری را ثبت اختراع و تجاری‌سازی کنند.

پروفسور حسن می‌گوید: امیدوارم بتوانیم با شرکای صنعتی همکاری کنیم تا این ترانزیستور فوق‌سریع را روی یک ریزتراشه واقعی پیاده‌سازی کنیم. دانشگاه آریزونا پیش از این به خاطر داشتن سریع‌ترین میکروسکوپ الکترونی جهان شناخته شده است و حالا می‌خواهیم برای ساخت نخستین ترانزیستور با سرعت پتاهرتز هم شناخته شویم.

انتهای پیام