Licht-Biege-Mikrochip kann Quantencomputer Feuer

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler unendliche Geschwindigkeit auf einem Mikrochip erreicht. Obwohl dieser Fortschritt nicht schneller als Licht Raumschiffe ermöglichen wird, die Licht-Warp Technologie hinter dieser Innovation zu neuer lichtbasierter Mikrochips führen und ermöglichen leistungsfähige Quantencomputer, sagte der Forscher.

Licht bewegt sich mit der Geschwindigkeit von etwa 670 Millionen Meilen pro Stunde (1,08 Milliarden km/h) in einem Vakuum und ist theoretisch die schnellstmögliche Geschwindigkeit an die Materie oder Energie reisen kann. Überschreitung dieser Geschwindigkeitsbegrenzung sollte nach Einsteins Relativitätstheorie zu unmöglich Ergebnissen wie Zeitreisen, führen.

Jedoch haben Forscher in einer Art und Weise, diese Barriere seit Jahrzehnten überwunden. [Verzogen Physik: 10 Effekte schneller als Licht zu reisen]

Um dieses Kunststück zu verstehen, stellen Sie sich einen Lichtimpuls als ein Paket von Wellen, die alle miteinander vermischt. Die Energie dieses Paket steigt und fällt durch den Raum, cresting irgendwo in der Mitte.

Wenn ein Lichtimpuls ein Material, die absorbiert feststellt, Biegungen oder streut das Licht, können die Wellen, aus denen dieses Paket mit einander, stören seine Kuppe vorantreiben. Dies kann die Geschwindigkeit auf das Paket Crest machen – bekannt als die Phasengeschwindigkeit des Pulses – schneller als das Licht.

Verhält sich als so genannte Null-Index-Materialien geben Sie die Mischung leicht nicht mehr als einen Satz von bewegten Wellen schwirren durch den Raum als eine Reihe von Kuppen und Wannen. Stattdessen verhält sich in Null-Index-Materialien, Licht als alle Kämme oder alle Tröge, ausgestreckt auf unendliche Wellenlängen und mit unendlicher Geschwindigkeit unterwegs.

All diese Effekte nicht die Energie in einer Gruppenreise Puls schneller als das Licht, jedoch machen damit der Relativitätstheorie ungebrochen ist, sagten die Forscher. Diese verändert Impulse auch bekommen mehr verzerrten je schneller sie gehen, so ist es theoretisch unmöglich, nützlichen Informationen Geschwindigkeiten schneller als Licht zu senden.

Immer noch Null-Index Materialien spannende Anwendungen haben könnte, wenn es darum geht, Steuerung von Licht, sagte der Wissenschaftler. Genauso wie elektronische Geräte Elektronen um in Kreisläufen steuern, manipulieren photonische Geräte zum Beispiel Licht.

Die Elektronen in elektronischen Bauteilen beschränken sich im Allgemeinen auf rieselt entlang zu einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit, da Elektronen Widerstand in Metalldrähte, die Ergebnisse auch in verschwendete Energie, die Sie als Wärme verpufft. Photonische Geräte würde nicht nur viel schneller funktionieren, aber sie wäre auch kühler, was bedeutet, dass mehr Geräte in kleiner, leistungsfähiger Computer zusammengepackt werden könnte.

Jetzt haben Wissenschaftler für die erste Zeit gewebt ein Null-Index-Material auf einen Mikrochip.

Die Forscher entwickelt ein neues metamaterial – ein künstliches Material, dessen Struktur entwickelt, die Interaktion mit und Licht auf neuartige Weise zu manipulieren. Die metamaterial besteht aus Arrays von Silizium Säulen in einem weichen Kunststoff eingebettet und gekleidet in gold Spiegelfolie.

"Unser neues metamaterial ermöglicht es Ihnen, biegen und Pressen mehr oder weniger sofort Licht dazu beitragen, Licht sehr engen Kurven umrunden, ohne Signale helfen photonische Schaltungen ermöglichen" Studie Co-Autor Eric Mazur, eine angewandte Physiker an der Harvard University, sagte Live Science.

Null-Index Materialien können auch helfen, photonische Mikrochips auf andere Arten von Geräten, z. B. Glasfaser-Netzwerke verbinden, sagte der Forscher.

"Licht bei einer gewöhnlichen optischen Faser auf einen Mikrochip zu erhalten, müssen Sie langsam bewegen es regelmäßige Waagen, Mikroskalen," sagte Mazur. "Null-Index-Materialien können Sie Licht sofort von regelmäßigen Skalen, Mikroskalen quetschen."

Null-Index-Materialien, die auf einem Chip passen könnte auch voraus Quantencomputer, helfen die theoretisch mehr Berechnungen im Handumdrehen tragen kann, als es Atome im Universum gibt. Quantencomputer ist Quantenverschränkung, in denen zwei oder mehr Teilchen verhalten, als ob sie, unabhängig von der Entfernung verbunden sind abhängig. Durch Dehnung Wellenlängen des Lichts sich unendliche Mühe, Null-Index Materialien könnte sogar entfernte Teilchen zu verfangen, sagte Co-Studienautor Philip Munoz, Doktorand in der Abteilung für Technik und angewandte Wissenschaften an der Harvard University.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-Okt. 19 in der Zeitschrift Nature Photonics.

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