邏輯門（Logic Gates)是在集成電路(Integrated Circuit)上的基本組件。通過激光脈沖照射石墨烯和黃金，羅切斯特大學的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了有史以來最快的邏輯門。新的邏輯門比現(xiàn)有計算機所使用的邏輯門快一百萬倍，并證明了“光波電子”（lightwave electronics）的可行性。
邏輯門接受兩個輸入，對它們進行比較，然后根據(jù)結(jié)果輸出一個信號。例如，如果輸入的兩個信號都是 1 或 0，或者其中一個或兩個都不是 1，它們可以輸出 1，以及其他'規(guī)則'。數(shù)以十億計的獨立邏輯門被塞進芯片，以創(chuàng)造處理器、存儲器和其他電子元件。
不過，邏輯門并不是即時工作的，當它們處理輸入時，有一個納秒級（nanoseconds）的延遲。這對現(xiàn)代計算機來說已經(jīng)足夠快了，但總是有改進的余地。而現(xiàn)在，羅切斯特團隊的新邏輯門將它們的速度提升到了極致，處理信息的時間僅為飛秒（femtoseconds），比納秒短一百萬倍。
為了達到這些極端的速度，該團隊制作了由連接兩個金電極的石墨烯線組成的結(jié)。當石墨烯被同步的一對激光脈沖擊中時，材料中的電子被激發(fā)，使它們向其中一個電極飛去，產(chǎn)生電流。
通過調(diào)整激光脈沖的相位，研究小組能夠產(chǎn)生兩種電荷載流子中的一種，它們要么相加，要么相互抵消--前者可以被認為是1的輸出，后者則是0。
這項研究的首席研究員 Tobias Boolakee 說：“這種技術(shù)可能還需要很長時間才能用于計算機芯片，但至少我們現(xiàn)在知道，光波電子技術(shù)實際上是可行的”。
如果這些類型的光波電子設(shè)備真的進入市場，它們可能比今天的計算機快數(shù)百萬倍。目前，我們以千兆赫茲（GHz）來衡量處理速度，但這些新的邏輯門的功能是以彼得赫茲（PHz）為尺度。以前的研究已經(jīng)將其設(shè)定為基于光的計算機系統(tǒng)可能達到的絕對量子極限。
