Група дослідників з Університету Арізони, Лабораторії реактивного руху Каліфорнійського технологічного інституту та Мюнхенського університету Людвіга-Максіміліана створила перший надшвидкий фотонний транзистор, здатний прискорити обчислення у мільйон разів.

Науковці навчились пропускати електрони через графен за допомогою світлових імпульсів тривалістю менше трильйонної частки секунди. Отримані в ході експериментів результати продемонстрували, що технологія здатна забезпечити обробку даних на швидкості у петагерц, що у тисячу разів перевищує сучасні мікрочипи.

Проєктом керував професор фізики та оптичних наук в Університеті Арізони Мохаммед Хассан. До цього він працював над розробкою найшвидшого електронного мікроскопу у світі. За його словами, розвиток програмного забезпечення значно випереджає вдосконалення апаратної частини, особливо у сфері штучного інтелекту. Квантові технології можуть допомогти скоротити розрив.

Дослідники займались вивченням електропровідності модифікованих зразків графену завтовшки в один атом вуглецю. Лазерний промінь, що потрапляє на поверхню графену, збуджує електрони і створює електричний струм. Однак особливості енергетичної хвилі випромінення та симетрична структура графена часто викликають взаємну компенсацію -хвиля осциллює вгору і вниз, створюючи рівні за величиною, але протилежні за напрямком потоки по обидва боки матеріалу.

Експериментуючи з різними зразками, науковці побачили, що окремі електрони можуть прослизати крізь структуру і за цим можна спостерігати в режимі реального часу. Для створення надшвидкого фотонного транзистора дослідники вкрили графеновий фототранзистор спеціальним шаром кремнію.

Система керувалася імпульсами світла, що перемикаються кожні 638 аттосекунд - одну квінтильйонну частку секунди. Цей елемент, базовий для сучасної електроніки, регулює рух заряджених частинок між двома точками, виконуючи функції перемикача або підсилювача.

Також важливо, що система для роботи не вимагає специфічних умов температури або тиску. Незважаючи на використання спеціалізованого лазера у початковому експерименті, команда працює над версією транзистора, сумісною з доступним промисловим обладнанням.