Физики научились контролировать электроны конденсированного состояния с помощью фемтосекундных лазеров. Такая технология позволяет останавливать и запускать движение электронов быстрее 10^-15 секунды. Работа опубликована в журнале Nature.

Современные полупроводниковые транзисторы способны включаться и выключаться за время порядка одной пикосекунды (10^-12 секунды). Это время переключения ограничивает частоту работы процессоров, которые выполнены на основе полупроводниковых транзисторов, практический потолок выяснился в 2015 году — тогда ученые достиглимаксимальной частоты 1 терагерц для единственного полупроводникового транзистора.

Теперь группа ученых во главе с Маркусом Людвигом (Markus Ludwig) из Констанцского университета продемонстрировала новый способ — контроль электрона сверхкороткими лазерными импульсами. Такой метод обеспечивает субфемтосекундное время управления электронами (менее 10^-15 секунды).

Построенная физиками экспериментальная установка состоит из золотой антенны (две треугольные пластинки, расположенные на расстоянии 6 нанометров друг от друга) и лазера. Физики подавали лазерные импульсы с заданным временем задержки и замеряли электрическое поле в промежутке между пластинами. Проходя через зазор, лазерный импульс переносил электроны с одной пластинки на другую, в зазоре возникало электрическое поле. Полученные данные показали времена остановки и запуска электронов порядка одной фемтосекунды.

От редактора. Работа физиков открывает новые возможности для построения более производительных процессоров на базе фемтолазерного контроля. Гипотетический фемтолазерный процессор сможет достигать в тысячу раз более высоких частот, чем лучший полупроводниковый транзистор. Хотя тактовая частота и не является абсолютным показателем производительности процессора, ее увеличение в тысячу раз значительно повысит вычислительные возможности любого компьютера.