• Technologie
  • Byznys
  • Software
  • Hardware
  • Internet
  • Telco
  • Science
  • České IT
  • Události
Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky
ITBiz.cz
ITBiz.cz
Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky

Petahertz je maximum: kvantová fyzika dává limit pro rychlost počítačů na bázi elektrického náboje

Pavel Houser
6. 4. 2022
| Články

Kvantově-mechanické procesy, které umožňují vznik elektrického proudu v polovodičích, trvají určitou (nenulovou) dobu. Tím je omezena rychlost generování a přenosu signálu v polovodiči. Limit platí pro elektroniku i optoelektroniku – ve smyslu zařízení, které spoléhají na operace s elektrony a jejich nábojem.

Vědci z Vídeňské technické univerzity, Technické univerzity Graz a Ústavu Maxe Plancka pro kvantovou optiku v Garchingu nyní hodnotu příslušného omezení vypočítali. Rychlost procesorů podle nich rozhodně nelze zvýšit nad 1 PHz (petaherzt je milion gigahertzů), a to ani v případě, že je materiál buzen laserovými pulzy. Výsledek prošel recenzních řízením a byl publikován v Nature Communications.
Elektrický proud a světlo (tj. elektromagnetické pole) jsou vždy vzájemně propojeny. Tranzistor v závislosti na tom, zda je vnější elektrické pole zapnuto, nebo vypnuto, propouští elektrický proud. Tímto způsobem se elektromagnetické pole převádí na elektrický signál. Nejrychlejší způsob přeměny elektromagnetického pole na elektrický proud představují laserové pulzy namísto tranzistorů (optoelektronika). Laserový pulz posune (excituje) v izolantu elektrony na vyšší energetickou hladinu, což materiál na krátkou dobu změní na vodič. Jakmile jsou v materiálu volně pohyblivé nosiče náboje, lze je druhým, o něco delším laserovým pulzem posunout určitým směrem (tedy právě funkčnost odpovídající tranzistoru).
Tyto procesy probíhají extrémně rychle, v časovém měřítku ato- nebo femtosekund. V současnosti však už máme k dispozici technologie, abychom i tak vysoké rychlosti dokázali konkrétně měřit. Hlavní otázka zní, jak rychle materiál reaguje na laser, jak dlouho trvá generování signálu a jak dlouho je třeba čekat, než je možné materiál vystavit dalšímu signálu.
Teoretické simulace i provedené experimenty ukazují, jak zde narážíme na limity kvantové fyziky, konkrétně princip neurčitosti, kdy není možné současně dostatečně přesně definovat čas a energii. Ke zvýšení rychlosti jsou zapotřebí extrémně krátké laserové pulzy, aby volné nosiče náboje vznikaly co nejrychleji. Použití extrémně krátkých pulzů však současně znamená, že množství energie, které je předáno elektronům, není přesně definováno. A v závislosti na tom, kolik energie nesou, reagují elektrony na elektrické pole zcela odlišně. Pokud neznáme jejich přesnou energii, není již možné je přesně řídit a vzniklý proudový signál je zkreslený.
Samozřejmě petahertz je limit ve smyslu základních fyzikálních zákonů. S největší pravděpodobností se ani této hranice nepodaří nikdy dosáhnout, protože tomu budou bránit méně fundamentální, technické překážky (generované teplo apod.). „To vše samozřejmě neznamená, že je možné vyrábět počítačové čipy s taktovací frekvencí těsně pod jedním petahertzem. Reálné technické horní hranice jsou s největší pravděpodobností podstatně nižší,“ uvádí spoluautor studie Joachim Burgdörfer z Vídeňské technické univerzity. Ostatně v poslední době se už parametry procesorů zlepšují spíše jinak než zvyšováním jejich pracovní frekvence.

M. Ossiander et al, The speed limit of optoelectronics, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29252-1
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org

Rubriky: HardwareScienceTechnologie

Související příspěvky

Články

Acer omladí pracovní notebooky TravelMate P4, TravelMate Spin P4 a TravelMate P2

19. 5. 2022
Zasuneš a jedeš
Články

Zasuneš a jedeš

18. 5. 2022
Články

Kubernetes: obliba roste, problém zůstává bezpečnost a know-how

17. 5. 2022
Každý čtvrtý zaměstnanec mohl během posledního roku ohrozit bezpečnost vysoce citlivých firemních dat
Články

Western Digital podporuje růst kapacity cloudových úložišť

12. 5. 2022

Zprávičky

Microsoft po pokutě mění fungování svého cloudu

ČTK
19. 5. 2022

Americká softwarová společnosti Microsoft, které evropské úřady pro kontrolu hospodářské soutěže udělily pokutu 1,6

MPSV bude mít v červnu či červenci výsledky analýzy k řešení problémů s IT

ČTK
19. 5. 2022

Ministerstvo práce by mělo mít v červnu či červenci jasno, jak bude dál řešit

ČTÚ připraví podmínky pro výběrové řízení na další sítě pro digitální rozhlas

Pavel Houser
19. 5. 2022

ČTÚ letos nachystá podmínky pro výběrové řízení na provozovatele sítí pro vysílání DAB+, tedy

Ruská pobočka Googlu vyhlásí bankrot

ČTK
18. 5. 2022

Ruská součást americké internetové společnosti Google vyhlásí bankrot. Oznámil to dnes mluvčí firmy. Korigoval

Acronis: přes rostoucí útoky jen čtvrtina IT správců testuje obnovu dat alespoň jednou měsíčně

Pavel Houser
18. 5. 2022

I když více než 90 % administrátorů zálohuje u svých zákazníků minimálně jednou denně,

Vodafone zvýšil celoroční základní zisk o 5 % na 15,2 miliardy eur

Pavel Houser
18. 5. 2022

Britská telekomunikační skupina Vodafone Group zvýšila v uplynulém finančním roce základní zisk o pět

ŘSD čelí kyberútoku, nedostupný je web, zabývá se tím i kybernetický úřad (aktualizováno)

ČTK
17. 5. 2022

Ředitelství silnic a dálnic (ŘSD) ČR se dnes ráno stalo terčem kybernetického útoku, nyní

Ransomwarový útok stojí české oběti 8,25 milionu korun

Ruský kriminální gang Conti chce pomocí ransomwaru svrhnout vládu v Kostarice

ČTK
17. 5. 2022

Ruská kriminální skupina Conti, která se specializuje na vydírání po internetu, chce svrhnout vládu

Tiskové zprávy

Acer vybaví své stolní počítače a notebooky ConceptD nejnovějšími procesory Intel Core 12. generace a grafickými kartami NVIDIA RTX

Acer rozšiřuje stereoskopické 3D monitory o modely SpatialLabs View

Společnost Acer rozšiřuje své portfolio ekologicky šetrných produktů Vero

Ransomware: platí více organizací a výkupné je vyšší, platit však není vždy nutné

Prediktivní sítě Cisco: místo řešení problémů jim umí předcházet

VeeamON 2022 představuje vizi budoucnosti moderní ochrany dat

Zpráva dne

Prodej softwaru v květnu: doživotní licence Windows 10 za € 11, Office za € 23 a až 91% slevy!

Prodej softwaru v květnu: doživotní licence Windows 10 za € 11, Office za € 23 a až 91% slevy!

Redakce
15. 5. 2022

Zdaleka ne každý má stovky dolarů, které by chtěl utratit za softwarové upgrady svého...

Odebírat newsletter

Zásady ochrany osobních údajů.

Zkontrolujte svoji doručenou poštu a potvrďte odběr.

Komentujeme

Chvála černých skřínek

Datová hydrologie?

Pavel Houser
11. 4. 2022

Po datových skladech přišla datová jezera, následují datové proudy a datové oceány. Tyto technologie alespoň představuje...

Nadcházející akce

  1. Cloud computing v praxi 2022

    19. května
  2. Hannover Messe 2022

    30. května - 2. června

Zobrazit všechny Akce

Slovník

PPC

Kreditní karta

I-Layer

Nejpopulárnější články

Hrátky s magnetickými víry

Excitony mohou proudit materiálem i při pokojové teplotě

Pavel Houser
2. 5. 2022

Ransomwarový útok stojí české oběti 8,25 milionu korun

Ransomware zasáhl 77 % českých organizací

Redakce
29. 4. 2022

Náhlavní soupravy Yealink – ideální volba pro kancelář i home office

Náhlavní soupravy Yealink – ideální volba pro kancelář i home office

itbiz
25. 4. 2022

Technologické predikce, aneb sedm statečných roku 2021

Objev jednosměrné supravodivosti bez magnetického pole slibuje revoluci

Pavel Houser
4. 5. 2022

Válka ukrojí z evropského trhu ICT skoro 2 %

Redakce
27. 4. 2022

Kategorie

  • Články
  • Komentujeme
  • Slovník
  • Tiskové zprávy
  • Zprávičky

Portál ITbiz.cz přináší informace z IT a byznysu již od roku 2006. Provozuje jej internetové vydavatelství Nitemedia. Hosting zajišťuje společnost Greenhousing.cz. Mezi další naše projekty patří například ABClinuxu.cz a Sciencemag.cz. Na stránce Redakce naleznete informace o redakci a možnostech inzerce.

Rubriky

Akce a události byz Byznys Cloud Ekomerce Hardware inter Internet Operační systémy Podnikový software Právo Rozhovory Science Security Technologie Telekomunikace Veřejná správa Vývoj a HTML Zpráva dne České IT

Píšeme jinde

RSS ScienceMag RSS

  • V CERNu změřili hmotnost kvarku c a kužel partonové spršky
  • Globální oteplování hluboké oceánské proudy zrychluje
  • Genový editor CRISPR přizpůsobili i pro hmyz, začali se šváby

RSS AbcLinuxu RSS

  • Uncurled: zkušenosti s dlouhodobou správou open-source projektu (curl)
  • Erlang/OTP 25.0
  • Deno 1.22

Newsletter

Zásady ochrany osobních údajů.

Zkontrolujte svoji doručenou poštu a potvrďte odběr.

Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky
  • Technologie
  • Byznys
  • Software
  • Hardware
  • Internet
  • Telco
  • Science
  • České IT
  • Události

© 2019 Vydává Nitemedia s.r.o. Hosting zajišťuje Greenhousing.cz.

Tento web používá cookies. Pokračováním dáváte souhlas s jejich používáním. Více na itbiz.cz/soukromi.