Mới đây, tại Đại học Northeastern ở Mỹ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một phương pháp độc đáo dùng ánh sáng để điều khiển loại vật liệu lượng tử. Phát minh này hứa hẹn sẽ đem lại sự tiến bộ vượt bậc. Với công nghệ mới, các bộ xử lý có thể đạt tốc độ nhanh hơn tới 1.000 lần so với các vi xử lý silicon hiện tại. Điều này rõ ràng sẽ làm cho những chiếc máy tính và điện thoại thông dụng trở nên lỗi thời trong tương lai không xa. Sự đột phá này không chỉ mang lại tiềm năng phát triển mà còn mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành công nghệ thông tin.
Trong suốt hàng chục năm, ngành công nghiệp điện tử đã phụ thuộc vào tốc độ của bóng bán dẫn silicon. Tuy nhiên, công nghệ này hiện đang đối mặt với những giới hạn vật lý khó vượt qua. Các nhà nghiên cứu đang tích cực khám phá giải pháp thay thế và có khả năng họ đã phát hiện ra một vật liệu mới đầy hứa hẹn, đó là 1T-TaS₂. Vật liệu này có thể mở ra triển vọng mới cho tốc độ và hiệu suất của các thiết bị điện tử trong tương lai.
Chất liệu đặc biệt này sở hữu khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa trạng thái dẫn điện và cách điện. Trước đây, nó chỉ hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ rất lạnh, điều này đã hạn chế ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vừa đạt được thành công lớn khi "khóa" trạng thái hữu ích này ở nhiệt độ cao hơn nhiều, cụ thể là -63°C. Quan trọng hơn, trạng thái này đã được duy trì ổn định trong nhiều tháng, mở ra triển vọng mới cho các ứng dụng trong tương lai.
Các bộ xử lý hiện nay hoạt động với tần số gigahertz (GHz), nhưng theo trợ lý giáo sư Alberto de la Torre, tác giả chính của một nghiên cứu mới, phương pháp mới có thể giúp nâng tần số lên tới terahertz (THz). Đáng chú ý, 1 THz tương đương với 1.000 GHz. Tốc độ thay đổi mà công nghệ này mang lại sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho hiệu suất xử lý.
Bí quyết thành công của nhóm nghiên cứu đến từ việc ứng dụng ánh sáng trong việc điều khiển vật liệu. Theo lời giáo sư Gregory Fiete, "Ánh sáng chính là yếu tố nhanh nhất, và chúng tôi tận dụng tốc độ của nó để kiểm soát các đặc tính của vật liệu một cách tối ưu nhất". Công nghệ này không chỉ mở khóa các ứng dụng mới mà còn định hình tương lai của nhiều lĩnh vực.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một công tắc siêu nhạy, hoạt động dựa trên ánh sáng, sử dụng một vật liệu duy nhất. Thiết kế này mang lại tốc độ hoạt động nhanh hơn và tính đơn giản vượt trội so với các hệ thống bóng bán dẫn phức tạp hiện nay. Ông Fiete nhấn mạnh: "Chúng tôi đã giải quyết một thách thức kỹ thuật lớn bằng cách tối ưu hóa mọi thứ trong một vật liệu duy nhất."
Phát hiện này mở ra một "mô hình mới" trong ngành điện toán, đồng hành cùng sự phát triển của điện toán lượng tử. Thay vì tiếp tục cố gắng nhồi nhét thêm bóng bán dẫn vào những con chip chật chội, các kỹ sư hiện nay đang chuyển hướng sang việc chế tạo thiết bị từ những vật liệu thông minh, mạnh mẽ và hiệu quả hơn. Đây chính là bước tiến quan trọng, hứa hẹn mang lại những tiềm năng mới cho công nghệ trong tương lai.
