Một laser hồng ngoại mới chế tạo từ germanium hoạt động ở nhiệt độ phòng có thể dẫn đến những chip máy tính cực mạnh hoạt động ở tốc độ ánh sáng, theo lời các nhà khoa học Mĩ.

Nghiên cứu trên, thực hiện bởi các nhà khoa học ở Viện Công nghệ Massachusetts, công bố trong số sắp phát hành của tạp chí Optics Letters.

“Sử dụng một laser germanium làm nguồn sáng, bạn có thể truyền thông ở tốc độ dữ liệu rất cao, ở mức công suất rất thấp”, tiến sĩ Jurgen Michel, người phát triển laser germanium trên, phát biểu. “Cuối cùng, bạn có thể có những sức mạnh điện toán của những siêu máy tính hiện nay bên trong một chiếc laptop”.

Cho đến nay, laser hồng ngoại germanium vẫn đòi hỏi những hệ thống cực lạnh đắt tiền để hoạt động. (Ảnh: iStockphoto)

Sự sáng tạo ra một laser mới, cho dù là một laser germanium, chẳng phải là cái gì mới mẻ; có hơn 15.000 loại laser khác nhau, một vài trong số này sử dụng germanium, đã được chế tạo kể từ thập niên 1950.

Cái khiến cho laser germanium này đặc biệt độc đáo là vì nó tạo ra một chùm tia hồng ngoại ở nhiệt độ phòng.

Cho đến nay, laser hồng ngoại germanium vẫn đòi hỏi những hệ thống cực lạnh đắt tiền để hoạt động.

Để chế tạo laser germanium, các nhà khoa học dùng một đĩa silicon màu bạc xám, kích cỡ 15 cm, và tráng lên nó một màng mỏng germanium. Những đĩa silicon như thế này thật ra được dùng để sản xuất chip trong các máy tính ngày nay. 

Tuy nhiên, Michel cảnh báo, một chiếc laser hồng ngoại, nhiệt độ phòng, cấp nguồn bằng điện, dùng cho laptop, vẫn còn xa trên chặng đường phát triển của nó.

Nếu như và khi nào những chiếc laptop đó thật sự xuất hiện, thì chúng sẽ thật mạnh mẽ - mạnh hơn cả những siêu máy tính hiện nay.

Pin cấp điện cho laptop sẽ không nhất thiết phải thọ hơn nữa, nhưng năng lượng mà nó dự trữ sẽ thực hiện các phép toán nhanh hơn nhiều bậc độ lớn so với ngày nay.

Những giải pháp mật độ cao, công suất thấp

“Chúng ta không thể mãi tiếp tục làm cái chúng ta hiện đang làm”, phát biểu của Tom Koch, một nhà khoa học tại trường đại học Lehigh, người đã quen thuộc với nghiên cứu trên không không có tham gia trực tiếp. “Chúng ta cần có những giải pháp mật độ cao, năng lượng thấp”, ông nói.

Những con chip máy tính liên tục được thu nhỏ theo năm tháng, nhưng chúng đang đạt tới những giới hạn cơ bản của kĩ thuật điện toán trên nền electron. Kĩ thuật điện toán trên nền ánh sáng là một lựa chọn nhằm cải thiện tốc độ và công suất của máy tính.

Germanium là một chất liệu đặc biệt hấp dẫn đối với điện toán quang học, vì nó không yêu cầu thay đổi bất kì thứ gì đối với ngành công nghiệp chip máy tính hiện nay, Kock nói. Những chiếc máy sử dụng silicon cũng có thể sử dụng germanium để sản xuất chip trong tương lai.

Bất chấp những ưu điểm của germanium, Koch đồng ý với Michel rằng năm tháng sẽ vẫn còn dài trước khi bất kì dụng cụ thương mại nào được chế tạo với germanium. Tuy nhiên, trên phương diện khoa học, “đây thật sự là một kết quả đẹp”, Koch nói.

Nhiều người đã thử sử dụng germanium cho một laser hồng ngoại trong hàng thập kỉ nhưng không thành công. Thực tế các nhà khoa học MIT thu được laser trên hoạt động đúng là khá ấn tượng.

Theo abc.net.au