Электроны в электронных устройствах проносятся очень быстро, поэтому трудно понять, что там происходит. Инженеры из университетов Мичигана и Регенсбурга разработали “аттоклок”, устройство, которое может делать снимки электронов с интервалом в квинтиллионные доли секунды.

“Процессор вашего нынешнего компьютера работает в гигагерцах, что составляет одну миллиардную долю секунды на одну операцию”, – говорит Макилло Кира, ведущий автор исследования. “В квантовых вычислениях это чрезвычайно медленно, потому что электроны внутри компьютерного чипа сталкиваются триллионы раз в секунду, и каждое столкновение завершает цикл квантовых вычислений. Для того чтобы повысить производительность, нам нужны снимки движения электронов, которые были бы в миллиард раз быстрее. И теперь у нас это есть”.

Новое устройство команды проводит измерения на совершенно другом временном масштабе – аттосекунды, составляющие одну квинтиллионную долю секунды. Чтобы вы понимали масштабы: в одной секунде содержится более чем в два раза больше аттосекунд, чем секунд во всей истории Вселенной до настоящего момента.

Регистрировать такие крошечные временные интервалы будет непросто, но команда разработала новую систему, которая позволяет им это сделать. Техника включает в себя два световых импульса с энергиями, которые соответствуют электронам: первый – импульс инфракрасного света, который приводит электроны в состояние, в котором они могут двигаться через полупроводниковый материал. Затем подается терагерцовый (ТГц) импульс более низкой энергии, который направляет электроны по траектории, чтобы вызвать “лобовое столкновение”. Это приводит к вспышке света, и точное время этих вспышек может быть проанализировано для выявления квантовых взаимодействий и других деталей.

Источник: Ferra