Екип от физици, ръководен от професор Дмитрий Турчинович от Университета в Билефелд, в сътрудничество с изследователи от Института Лайбниц за изследване на твърдото тяло и материалите в Дрезден (IFW Dresden), постигна значителен пробив в наноелектрониката, който може да преобрази хардуерните реализации на изкуствения интелект.
Изследването, публикувано в Nature Communications на 5 юни 2025 г., демонстрира нов метод за управление на атомно тънки полупроводници чрез ултракъси светлинни импулси с невиждани досега скорости. Екипът разработи специализирани наномащабни антени, които преобразуват терахерцовата светлина във вертикални електрически полета в двумерни материали като дисулфид на молибдена (MoS₂).
"Традиционно такива вертикални електрически полета, използвани за превключване на транзистори и други електронни устройства, се прилагат чрез електронно управление, но този метод е фундаментално ограничен до сравнително бавни времена на реакция," обяснява професор Турчинович. "Нашият подход използва самата терахерцова светлина, за да генерира управляващия сигнал в полупроводниковия материал – позволявайки индустриално съвместима, задвижвана от светлина, ултрабърза оптоелектронна технология, която досега не беше възможна."
Техниката позволява управление на електронните структури в реално време за по-малко от пикосекунда – една трилионна от секундата – което е порядъци по-бързо от конвенционалните електронни методи за превключване. Изследователите демонстрираха, че както оптичните, така и електронните свойства на материала могат селективно да се променят с помощта на тези светлинни импулси.
Д-р Томоки Хираока, водещ автор на изследването и стипендиант на програмата "Мария Склодовска-Кюри" в групата на професор Турчинович, изиграва ключова роля в експерименталната реализация. Комплексните 3D-2D наноантени, необходими за постигане на ефекта, са изработени в IFW Dresden от екип, ръководен от д-р Анди Томас.
Тази иновация има значителни последици за хардуера за изкуствен интелект, като потенциално позволява много по-бързи и енергийно ефективни изчислителни системи. Ултрабързите възможности за превключване могат да доведат до нови поколения устройства за управление на сигнали, електронни превключватели и сензори, които са критични за напреднали AI приложения, изискващи изключително високи скорости на обработка.
Технологията показва потенциал за внедряване в различни области, включително високоскоростен пренос на данни, напреднали компютърни архитектури, системи за изображения и квантови технологии – все ключови компоненти на инфраструктурата за изкуствен интелект от следващо поколение, която изисква все по-бързи възможности за обработка.