We kennen de maximaal mogelijke snelheid van computers

In ons tijdperk van voortdurende technologische vooruitgang hebben we vaak het gevoel dat computers eindeloos kunnen evolueren en verbeteren. wat dan ook In termen van geheugencapaciteit of rekensnelheidComputers lijken geen grenzen te hebben. De wetten van de kwantumfysica zijn het daar echter niet mee eens.

Bij Artikel gepubliceerd in Nature magazine Op 25 maart 2022 konden Oostenrijkse onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen (TU Wien) en de Technische Universiteit van Graz (TU Graz), evenals Duitse wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Quantum Optica in München, het kwantificeren . Mogelijke bovengrens voor computersnelheid.

Zoals getoond Nieuwe AtlasDe maximale snelheid van computerchips is een miljoen gigahertz. Of 100.000 keer sneller dan de capaciteit van transistors in huidige computers, inclusief kwantumcomputers.

Maar als ze erin slagen om deze theoretische limieten van mogelijkheden dankzij wiskunde op te lossen, zijn onderzoekers er toch niet helemaal zeker van dat de menselijke technologie ooit zo’n ongelooflijke snelheid zal kunnen bereiken.

Technisch gezien zijn er maar twee manieren om computers sneller te maken: Een daarvan is het verkleinen van computercomponenten. Het idee? Verkorting van de afstand die datatransmissiesignalen moeten afleggen tussen punt A en punt B.

De tweede is om de signalen die door de transistors worden verzonden te versnellen door eventuele barrières te verwijderen die de stroomstroom zouden kunnen vertragen. Daarbij speelt licht een grote rol. Omdat niets sneller reist dan licht, staan ​​systemen die licht gebruiken om elektriciteit te regelen bekend als: opto-elektronicazijn de snelste apparaten.

En er was licht

Om hun resultaten te vinden, voerde het team van Oostenrijkse en Duitse natuurkundigen praktische experimenten uit. Ze vuurden een zeer korte laserpuls af op de halfgeleider om de elektronen van het materiaal naar een hogere energietoestand te brengen, waardoor ze vrij konden bewegen.

In een tweede stap maken ze een tweede laserpuls, een beetje langer, om deze elektronen terug in een bepaalde richting te draaien, om kunstmatig een snellere elektrische stroom te produceren.

Na verschillende pogingen, met steeds kortere laserpulsen, slaagden de wetenschappers erin de absolute limiet te berekenen voor de snelheid die opto-elektronische systemen kunnen bereiken: één petahertz, of één miljoen gigahertz, de eenheid van frequentie. Opmerking: als het gaat om computersnelheid, gebruikt de zoekopdracht de term “hoge frequentie” om “snel” te betekenen.

Als je nieuwsgierig bent en een verlangen hebt om te luisteren naar toegepaste natuurkunde met een Iers accent, professor Phil Moriarty van de Universiteit van Nottingham Hij legt de grenzen van technologie uit op het YouTube-kanaal van Computerphile. Voor minder specialisten laten we u op Zeer goede video-samenvatting Om (eindelijk) alles te begrijpen over deze verhalen over kwantumcomputers…