Odkryto rewolucyjny materiał. Dzięki niemu będzie można stworzyć komputery przyszłości
Dzisiejsze urządzenia funkcjonują oparte na zasadzie przesyłu danych za pomocą prądu elektrycznego. Naukowcy od lat starają się jednak ruszyć z koncepcją komputerów przyszłości, które byłyby znacznie bardziej wydajne i przede wszystkim bardziej opłacalne. Do tego trzeba jednak znać technologię, jaka obecnie nie dysponujemy.
Wynalazki przyszłości
Jak działają komputery? Tak, dokładnie te same, które większość z nas ma w domach. Konkretne dane przetwarzane są za pomocą urządzeń opartych na prądzie elektrycznym, które zużywają energię niezbędną do pokonywania oporu elektrycznego przewodników. I choć może tak nie brzmi, nie jest to aż tak skomplikowane.
Badacze od lat starają się wejść na wyższy poziom technologiczny znajdując technologię, jaka mogłaby pozwolić na nie tylko sprawniejsze, ale też bardziej opłacalne przesyłanie danych. W tym celu trzeba jednak opracować zupełnie nowy rodzaj maszyn zdolnych przeprowadzać konkretne obliczenia. Do tego z kolei potrzeba mocy, tzn. zasilania.
W ten sposób powstała koncepcja komputera optycznego, czyli takiego, który bazuje na znacznie bardziej wydajnych od klasycznych nam znanych przewodów elektrycznych światłowodach przesyłających fotony. Wtedy koncepcja komputera przyszłości mogłąby zostać spełnione. No, przynajmniej teoretycznie, choć i do tego dość długa droga.
Komputery jeszcze przyszłego wieku
Dziś sieci komputerowe spowalniają niejako przesyłanie danych. Wszystko przez rutowanie pakietów do odbiorców, czyli ich kilkukrotne konwertowanie na postać elektryczną, świetlną i tak w kółko. Skutkuje to ostatecznie znacznie mniejszą wydajnością, wolniejszym działaniem i zużywaniem większych ilości energii. Wprowadzenie komputerów optycznych (lub inaczej: fotonicznych) mogłoby wyeliminować ten problem.
Do opracowania komputera optycznego potrzebne są jednak odpowiedniki tranzystorów zupełnie nowego rodzaju. W tym celu należałoby odnaleźć materiał zdolny do ich stworzenia. "Potrzebujemy czegoś, co ma wysoki współczynnik załamania mówiący o tym, jak dobrze dana struktura reaguje na światło" - mówi Anthon Shubnic, student ITMO University w Sankt Petersburgu współautor najnowszych badań opublikowanych w periodyku De Gruyter.
Współcześnie najczęściej użytkowanym materiałem jest w tej kwestii krzem. Rosyjscy naukowcy postanowili jednak przeprowadzić matematyczne analizy mające wskazać dokładną liczbę odpowiadającą za wspomniany współczynnik załamania, czyli prędkości przechodzenia światła przez półprzewodnik.
Krzem? Nie, oto dwutlenek renu
Zgodnie z obliczeniami naukowców, na ostateczny efekt całego przesyłu wpływ ma stosunek przerwy energetycznej do masy efektywnej elektronu. Im wyższy on jest, tym większy jest współczynnik załamania światła. Badacze odnieśli swoje modele do popularnych materiałów, jednak to właśnie te mniej znane okazały się być kluczowe.
Z powodzeniem odnaleziono materiał wskazujący na spełnianie wymogów stawianych przez naukowców. Okazał się nim dwutlenek renu, czyli przypominający platynę metal o srebrnej barwie. To właśnie ten związek może być znacznie bardziej wydajny od krzemu, gdyż współczynnik załamania jest tu aż 75 procent większy. Hipotetyczne wnioski muszą zostać teraz potwierdzone, a my być może właśnie dowiedzieliśmy się o materiale, który używany będzie do komputerów przyszłości.
