逻辑门是计算机的基本组成部分。近日，罗切斯特大学的研究人员已开发出有史以来最快的逻辑门。通过用激光脉冲击穿石墨烯和金，新的逻辑门比现有计算机快一百万倍，证明了“光波电子学”的可行性。

原理上，逻辑门会接受两个输入，对它们进行比较，然后根据结果输出信号。数十亿个单独的逻辑门被塞进芯片中，以创建处理器、内存和其他电子元件。

不过，逻辑门不会立即工作，在处理输入时会有纳秒级的延迟。这对于现代计算机来说，已经足够快了，但总有改进的余地。现在，罗切斯特团队的新逻辑门仅在飞秒内处理信息，比纳秒短一百万倍。

为了达到这些极端速度，该团队制作了由两个金电极的石墨烯线组成的接头。当石墨烯被同步的激光脉冲对击穿时，材料中的电子被激发，将它们拉向其中一个电极，产生电流。

通过调整激光脉冲的相位，该团队能够生产出一种类型的电荷载流子，它们可以叠加或相互抵消—前者可以被认为是1输出，而后者可以被认为是0。最终的结果是一个超快的逻辑门，标志着光波电子学这一理论领域的概念首次得到证明。

首席研究员Tobias Boolake 说：“这项技术可能需要很长时间才能用于计算机芯片，但至少我们现在知道，光波电子技术在实际应用中是可行的。”

如果这些类型的光波电子设备真的上市，它们的速度可能比今天的计算机快数百万倍。目前，我们以千兆赫 (GHz) 为单位衡量处理速度，但这些新的逻辑门在 Petahertz (PHz) 的规模上运行。

关键词： 罗切斯特大学 计算机逻辑门 激光脉冲击穿石墨烯 激光脉冲