लेजर कंप्यूटर

प्रोसेसर में 1 GHz की घड़ी की आवृत्ति एक अरब ऑपरेशन प्रति सेकंड है। बहुत कुछ, लेकिन वर्तमान में औसत उपभोक्ता के लिए उपलब्ध सर्वोत्तम मॉडल पहले से ही कई गुना अधिक प्राप्त कर रहे हैं। क्या होगा अगर यह गति ... एक लाख गुना अधिक हो?

यह वही है जो नई कंप्यूटिंग तकनीक का वादा करती है, "1" और "0" राज्यों के बीच स्विच करने के लिए लेजर लाइट की दालों का उपयोग करती है। यह एक साधारण गणना से निम्नानुसार है प्रति सेकंड क्वाड्रिलियन बार.

2018 में किए गए प्रयोगों में और जर्नल नेचर में वर्णित, शोधकर्ताओं ने टंगस्टन और सेलेनियम (1) के मधुकोश सरणियों पर स्पंदित अवरक्त लेजर बीम को निकाल दिया। इसने संयुक्त सिलिकॉन चिप में एक शून्य और एक राज्य स्विचिंग का कारण बना, ठीक एक पारंपरिक कंप्यूटर प्रोसेसर की तरह, केवल एक लाख गुना तेज।

यह कैसे हुआ? वैज्ञानिक इसका ग्राफिक रूप से वर्णन करते हैं, यह दिखाते हुए कि धातु के छत्ते में इलेक्ट्रॉन "अजीब तरह से" व्यवहार करते हैं (हालांकि उतना नहीं)। उत्साहित, ये कण विभिन्न क्वांटम राज्यों के बीच कूदते हैं, जिन्हें प्रयोगकर्ताओं ने नाम दिया है "छद्म कताई ».

शोधकर्ता इसकी तुलना अणुओं के आसपास बने ट्रेडमिल से करते हैं। वे इन पटरियों को "घाटियां" कहते हैं और इन कताई राज्यों के हेरफेर का वर्णन करते हैं "डोलिनेट्रोनिका » (एस)।

लेजर स्पंदों से इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होते हैं। इन्फ्रारेड दालों की ध्रुवीयता के आधार पर, वे धातु जाली के परमाणुओं के चारों ओर दो संभावित "घाटियों" में से एक पर "कब्जा" करते हैं। ये दो राज्य तुरंत शून्य-एक कंप्यूटर तर्क में घटना के उपयोग का सुझाव देते हैं।

फीमेल्टोसेकंड चक्रों में इलेक्ट्रॉन छलांग बहुत तेज होती है। और यहाँ लेजर-निर्देशित प्रणालियों की अविश्वसनीय गति का रहस्य है।

इसके अलावा, वैज्ञानिकों का तर्क है कि भौतिक प्रभावों के कारण, ये सिस्टम एक ही समय में दोनों राज्यों में कुछ अर्थों में हैं (superposition), जो के लिए अवसर पैदा करता है शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि यह सब होता है कमरे का तापमानजबकि अधिकांश मौजूदा क्वांटम कंप्यूटरों को पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर ठंडा करने के लिए qubits के सिस्टम की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ता ने एक बयान में कहा, "लंबी अवधि में, हम क्वांटम डिवाइस बनाने की वास्तविक संभावना देखते हैं जो प्रकाश तरंग के एकल दोलन की तुलना में तेजी से संचालन करते हैं।" रूपर्ट ह्यूबर, जर्मनी के रेगेन्सबर्ग विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर।

हालांकि, वैज्ञानिकों ने अभी तक इस तरह से कोई वास्तविक क्वांटम ऑपरेशन नहीं किया है, इसलिए कमरे के तापमान पर काम करने वाले क्वांटम कंप्यूटर का विचार विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक है। वही इस प्रणाली की सामान्य कंप्यूटिंग शक्ति पर लागू होता है। केवल दोलनों का कार्य प्रदर्शित किया गया था और कोई वास्तविक कम्प्यूटेशनल संचालन नहीं किया गया था।

ऊपर वर्णित लोगों के समान प्रयोग पहले ही किए जा चुके हैं। 2017 में, अध्ययन का विवरण नेचर फोटोनिक्स में प्रकाशित किया गया था, जिसमें संयुक्त राज्य अमेरिका में मिशिगन विश्वविद्यालय भी शामिल है। वहां, 100 फेमटोसेकंड तक चलने वाले लेजर प्रकाश की दालों को एक अर्धचालक क्रिस्टल के माध्यम से पारित किया गया, जो इलेक्ट्रॉनों की स्थिति को नियंत्रित करता है। एक नियम के रूप में, सामग्री की संरचना में होने वाली घटनाएं पहले वर्णित के समान थीं। ये क्वांटम परिणाम हैं।

लाइट चिप्स और पेरोव्स्काइट्स

करना "क्वांटम लेजर कंप्यूटर » उसके साथ अलग व्यवहार किया जाता है। पिछले अक्टूबर में, यूएस-जापानी-ऑस्ट्रेलियाई शोध दल ने एक हल्के कंप्यूटिंग सिस्टम का प्रदर्शन किया। क्वैबिट्स के बजाय, नया दृष्टिकोण बीम को "संपीड़ित प्रकाश" नामक एक विशेष प्रकार के प्रकाश में परिवर्तित करने के लिए लेजर बीम और कस्टम क्रिस्टल की भौतिक स्थिति का उपयोग करता है।

क्वांटम कंप्यूटिंग की क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए क्लस्टर की स्थिति के लिए, लेजर को एक निश्चित तरीके से मापा जाना चाहिए, और यह दर्पण, बीम उत्सर्जक और ऑप्टिकल फाइबर (2) के क्वांटम-उलझे हुए नेटवर्क का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। यह दृष्टिकोण एक छोटे पैमाने पर प्रस्तुत किया गया है, जो पर्याप्त रूप से उच्च कम्प्यूटेशनल गति प्रदान नहीं करता है। हालांकि, वैज्ञानिकों का कहना है कि मॉडल स्केलेबल है, और बड़ी संरचनाएं अंततः इस्तेमाल किए गए क्वांटम और बाइनरी मॉडल पर क्वांटम लाभ प्राप्त कर सकती हैं।

2. दर्पणों के उलझे नेटवर्क से गुजरने वाली लेजर किरणें

"जबकि वर्तमान क्वांटम प्रोसेसर प्रभावशाली हैं, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या उन्हें बहुत बड़े आकार में बढ़ाया जा सकता है," साइंस टुडे नोट करता है। निकोलस मेनिकुची, मेलबर्न, ऑस्ट्रेलिया में आरएमआईटी विश्वविद्यालय में सेंटर फॉर क्वांटम कंप्यूटिंग एंड कम्युनिकेशन टेक्नोलॉजी (CQC2T) में एक योगदानकर्ता शोधकर्ता। "हमारा दृष्टिकोण शुरू से ही चिप में निर्मित अत्यधिक मापनीयता के साथ शुरू होता है क्योंकि प्रोसेसर, जिसे क्लस्टर स्थिति कहा जाता है, प्रकाश से बना होता है।"

अल्ट्राफास्ट फोटोनिक सिस्टम के लिए नए प्रकार के लेजर की भी आवश्यकता होती है (यह भी देखें :)। सुदूर पूर्वी संघीय विश्वविद्यालय (एफईएफयू) के वैज्ञानिक - आईटीएमओ विश्वविद्यालय के रूसी सहयोगियों के साथ-साथ डलास और ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में टेक्सास विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने मार्च 2019 में एसीएस नैनो पत्रिका में बताया कि उन्होंने एक विकसित किया था उत्पादन करने का कुशल, तेज़ और सस्ता तरीका पेरोव्स्काइट लेज़र. अन्य प्रकारों पर उनका लाभ यह है कि वे अधिक स्थिर रूप से काम करते हैं, जो कि ऑप्टिकल चिप्स के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

"हमारी हलाइड लेजर प्रिंटिंग तकनीक विभिन्न प्रकार के पेरोसाइट लेजर का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए एक सरल, किफायती और अत्यधिक नियंत्रित तरीका प्रदान करती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पहली बार लेजर प्रिंटिंग की प्रक्रिया में ज्यामिति का अनुकूलन स्थिर सिंगल-मोड पेरोसाइट माइक्रोलेज़र (3) प्राप्त करना संभव बनाता है। इस तरह के लेजर विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक और नैनोफोटोनिक उपकरणों, सेंसर इत्यादि के विकास में आशाजनक हैं, "प्रकाशन में एफईएफयू केंद्र के एक शोधकर्ता एलेक्सी ज़िशचेंको ने समझाया।

3. पेरोव्स्काइट लेजर बीम

बेशक, हम जल्द ही पर्सनल कंप्यूटरों को "लेजरों पर चलते हुए" नहीं देखेंगे। जबकि ऊपर वर्णित प्रयोग अवधारणा के प्रमाण हैं, कंप्यूटिंग सिस्टम के प्रोटोटाइप भी नहीं।

हालांकि, प्रकाश और लेजर बीम द्वारा दी जाने वाली गति शोधकर्ताओं और फिर इंजीनियरों के लिए इस पथ को अस्वीकार करने के लिए बहुत आकर्षक है।