Forscher entwickeln Computer mit Lichtgeschwindigkeit

Die Zukunft der Informationstechnologie benötigt immer schnellere und leistungsfähigere Computer. Dies stellt hohe Anforderungen an die Technik. Neue, optische Lichtschalt-Systeme können Computer bis zu zehntausend Mal schneller machen.

Physikern der Universität Oldenburg arbeiten derzeit an einem neuen Schaltprinzip für Computer. Herkömmliche Geräte basieren bislang noch auf Halbleiter-Systemen. In Transistoren werden elektrische Ströme geschaltet, die durch hauchfeine Leiterbahnen fließen. Diese sind nur wenige Milliardstel Meter breit.

„Im Prinzip könnte man erhebliche schnellere Computer realisieren, wenn es gelänge, Licht statt Elektronen in solche Leiterbahnen einzusperren und zu schalten“, erklärt Forscher Christoph Lienau. Die Realisierung von solchen „optischen Computern“ ist bislang noch nicht gelungen. Es ist schwierig, Licht in solch kleinen Dimensionen einzufangen.

Fortschritte auf diesem Gebiet bieten winzige metallische Lichtleiter, mikroskopisch kleine Silber- und Golddrähte. Die Oldenburger Forscher entwickeln derzeit eine Hybridform aus Edelmetall-Leitern, die in Gitterform aufgebaut und mit einer dünnen Schicht eines organischen Halbleiters überzogen sind.

„Wenn wir solche Hybrid-Strukturen mit kurzen Lichtblitzen bestrahlen“, erklärt die Physikerin Parinda Vasa, Hochschullehrerin am Indian Institute of Technology in Mumbai, „dann oszilliert die Lichtenergie enorm schnell zwischen Golddraht und Halbleiter. Diese sogenannten Rabi-Oszillationen können durch einen weiteren Lichtimpuls wieder ausgeschaltet werden. Dieser Schaltprozess ist zehntausend Mal schneller als bei einem elektronischen Computer.

„Wir lernen zunehmend, wie wir die Bewegung von Lichtstrahlen in kleinsten räumlichen Strukturen und auf enorm kurzen Zeitskalen effizient kontrollieren und steuern können“, ergänzt Lienau. Das ist die Grundlage für eine breite Anwendbarkeit in dem sich schnell entwickelnden Feld der Informationstechnologie.

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