دانشمندان ایالات متحده موفق به ساخت سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی جهان شدند
پژوهشگران دانشگاه آریزونا به همراه همکاری کنندگان بین‌المللی خود، به اختراعی دست یافته‌اند که موجب توسعه سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی جهان می‌شود و در این راستا از نور و گرافن بهره گرفته است. این رویکرد می‌تواند سرعت پردازش‌ها را به میزان بیش از یک‌میلیون برابر نسبت به پردازنده‌های فعلی افزایش دهد.
براساس اطلاعات ارائه شده، این دستاورد نه‌تنها یک پیشرفت عظیم در زمینه رایانه‌های فوق سریع به شمار می‌رود، بلکه جهشی اساسی در عرصه‌های هوش مصنوعی، فناوری‌های فضایی و پزشکی را نیز ممکن می‌سازد.
توسعه سریع‌ترین ترانزیستور کوانتومی جهان در آمریکا
قدرت پردازشی تراشه‌های سیلیکونی نزدیک به حداکثر ظرفیت‌های فیزیکی آن‌ها رسیده است و در این میان، سرعت رشد نرم‌افزارها به‌ویژه در زمینه هوش مصنوعی از پیشرفت سخت‌افزار جلوتر رفته است. اما با کنار گذاشتن جریان الکترون‌ها و استفاده از فناوری‌های مبتنی بر نور، اکنون افق‌های جدیدی به سمت محاسبات سریع‌تر باز شده است.
گروه تحقیقاتی دانشگاه آریزونا با بهره‌گیری از گرافن و پالس‌های لیزری بسیار کوتاه در مقیاس اَتوثانیه (یک کوینتیلیونم از یک ثانیه) توانسته‌اند بر حرکات الکترون‌ها کنترل لازم را به‌دست آورند. آن‌ها با کمک پدیده‌ای کوانتومی با نام «تونل‌زنی» فهمیده‌اند که الکترون‌ها بدون هیچ تأخیری می‌توانند از موانع فیزیکی عبور کنند.
این ترانزیستور جدید، که با اضافه‌کردن لایه‌ای از سیلیکون به فوتوترانزیستورهای گرافنی معمولی تولید شده، قادر است در دمای اتاق و با لیزری که به‌طور متناوب با نرخ 638 اتوثانیه روشن و خاموش می‌شود، به سرعت پتا‌هرتزی بی‌سابقه‌ای دست پیدا کند، که این معادل یک‌میلیون بار سریع‌تر از تراشه‌های فعلی است.
دکتر محمد حسن، استادیار فیزیک و علوم نوری دانشگاه آریزونا و یکی از سرپرستان این پروژه، اظهار می‌دارد: «زیبایی علم در بروز وقایع کوچک نهفته است. زمانی که فهمیدیم اثر تونل‌زنی امکان‌پذیر است، نیاز به تحقیقات بیشتر را احساس کردیم.»
مسأله حائز اهمیت این است که برخلاف بسیاری از فناوری‌های نوظهور که تنها در محیط‌های آزمایشگاهی کارایی دارند، این ترانزیستور در شرایط عادی نیز عمل می‌کند و این ویژگی می‌تواند فرآیند تجاری‌سازی و ورود آن به صنایع را ساده‌تر سازد. این تیم تحقیقاتی در زمینه ثبت اختراع و توسعه کاربردهای صنعتی این فناوری با Tech Launch Arizona همکاری دارد و در صورت موفقیت، ترانزیستور نوری با سرعت پتا‌هرتز می‌تواند در زمره اجزای اساسی رایانه‌های آینده قرار گیرد.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
