科技日報北京3月17日電 （記者張夢然）由意大利米蘭理工大學主導，聯合意大利國家研究委員會光子學與納米技術研究所等機構組成的團隊，制造出了由光控制的超高速計算機。團隊利用飛秒激光脈沖，在新型二維半導體材料中實現了超高速邏輯運算，其運算速度比現有最快的電子器件快一百倍以上，為未來計算機的性能突破開辟了新路徑。該成果首次証實，光不僅能傳輸信息，還可直接用於處理信息。相關論文發表於最新的《自然·光子學》雜志。

現代計算機依賴晶體管內電荷的移動，其速度面臨物理極限。而該研究採用了一種根本不同的方法：利用振蕩的光場直接操控材料中電子的量子態。研究人員選用僅有三層原子厚度的二維半導體二硫化鎢作為載體，其中的電子可佔據兩種不同的量子態，稱為“谷”。這兩種狀態可對應傳統二進制中的“0”和“1”，但操控潛力遠高於電荷。

實驗中，團隊施加一系列僅持續幾飛秒的精確激光脈沖，成功在室溫下對這兩種“谷”態進行選擇性開關與信息擴展，完成了類似於電子邏輯門的基本操作，速度超過10太赫茲。整個過程均在常溫下進行，且所用的光脈沖技術已在實驗室中常規化，凸顯了其技術可行性。

研究還成功測量了此類量子信息在材料中能夠保持穩定的時間，這是評估其能否用於實際器件的重要參數。

該技術目前仍處於原理驗証階段，要轉化為具有競爭力的計算器件，仍面臨一系列挑戰，包括設計更復雜的脈沖序列、擴展可操作的比特數量等。研究團隊表示，克服這些障礙將為開發新一代超高速信息處理器奠定基礎，有望最終帶來比現有技術快數百倍的計算設備。