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众所周知，在计算机上模拟科学模型或处理大量的数据信息，需要一定的计算能力和时间。现代的计算机基本上是依靠运行速度比拼。
近日，来自弗里德里希-亚历山大-纽伦堡大学(FAU)激光物理学教席和纽约罗切斯特大学的科研团队成功通过利用激光脉冲提升计算机操作速度，在他们的猜想中，这激光脉冲可将计算机的运行速度提升到一百万倍。
一般来说，计算机和手机处理器的计算速度取决于场效应晶体管的数量，按照摩尔定律，越来越多的晶体管被内置在芯片中，大幅提升现代计算机性能，四十年前的芯片仅有几个晶体管，现在的晶体管已发展到几十亿几百亿级别。但摩尔定律总有极限，而我们正处于摩尔定律即将达到极限的关键时期。
于是部分科学家将重点放在光波上，通过光波控制电子器件。一个光波的振荡只需一飞秒，而通过光控制点信号可将未来的计算机提升100万倍，于是，佩塔赫兹信号处理或光波电子学开始问世。
根据激光脉冲击中表面的位置，根据电子波的传播方式不同，可将电流脉冲分为实电荷和虚电荷。
该团队研究人员Tobias Boolakee表示：“想象一下，石墨烯是一个水池，金电极是一个溢出的盆地。当水的表面受到干扰时，一些水会从池子里溢出来。真正的电荷就像把一块石头扔进水池中间，一旦产生的波到达水池的边缘水就会溢出来，就像石墨烯中间被激光脉冲激发的电子。虚电荷就像从水池边缘舀水一样，无需等待波浪的形成。对于电子来说，这种情况发生得非常快，以至于无法被感知，这就是它被称为虚电荷的原因。在这种情况下，激光脉冲将被指向紧挨着金电极的石墨烯边缘。”
FAU科学家已通过实验首次证明，该方法可用来操作逻辑门-计算机处理器中的关键元素逻辑门规定了如何处理传入的二进制信息。该门需要两个输入信号，这里是来自实电荷和虚电荷的电子波，由两个同步的激光脉冲激发。根据这两个波的方向和强度，产生的电流脉冲要么被聚集要么被抹去。再一次，物理学家测量的电信号可以被解释为二进制逻辑，即0或1。
虽然需要很长时间可以在计算机芯片上使用这项技术，但起码该研究证明光波电子学是一项可行的技术，为创建超快逻辑门开辟了道路。
该研究及具体细节已整理发表在学术杂志《自然》上。
