Computer ultraveloci controllati dalla luce
Impulsi di luce estremamente brevi per eseguire operazioni logiche ultrarapide: è il risultato dello studio pubblicato sulla rivista Nature Photonics, realizzato da un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologiedel Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IFN) e con centri di ricerca internazionali.
Attualmente i computer funzionano grazie al movimento delle cariche elettriche all’interno dei transistor. Questo processo però impone limiti fisici alla velocità massima con cui i dispositivi possono operare. A differenza dell’elettronica tradizionale, il nuovo approccio manipola lo stato degli elettroni all’interno del materiale attraverso le oscillazioni della luce, permettendo di eseguire operazioni logiche a frequenze molto più elevate.
Abbiamo dimostrato che la luce può essere usata non solo per trasmettere informazione, ma anche per elaborarla. Grazie a impulsi laser ultrabrevi, possiamo controllare gli stati quantistici della materia su scale temporali di pochi milionesimi di miliardesimi di secondo, cioè alle stesse frequenze di oscillazione della luce, finora inaccessibili all’elettronica.
Giulio Cerullo, professore del Dipartimento di Fisica
Gli esperimenti sono stati realizzati utilizzando un semiconduttore bidimensionale, il disolfuro di tungsteno (WS₂), spesso solo tre strati atomici. Attraverso sequenze di impulsi laser di pochi femtosecondi, i ricercatori sono riusciti ad accendere, spegnere e amplificare selettivamente le informazioni, realizzando operazioni a frequenze superiori a 10 terahertz, oltre cento volte più elevate rispetto ai migliori dispositivi elettronici moderni, dimostrando così un passo importante verso una nuova generazione di tecnologie per l’elaborazione dell’informazione.
Il progetto è coordinato da Giulio Cerullo, docente del Politecnico di Milano, con la partecipazione dei docenti Stefano Dal Conte e Margherita Maiuri e dei ricercatori Francesco Gucci, primo autore dell’articolo, e Mattia Russo. Per il CNR-IFN ha contribuito il ricercatore Franco Camargo.