每秒10亿次的运算并不酷。知道什么是酷？每秒运算100亿次。这是一种新的计算技术的承诺，它利用激光光脉冲来制造一个基本的计算单元的原型，叫做bit，可以在它的开关之间切换，或者“1”和“0”状态，每秒1千万亿次。这比现代计算机中的比特快100万倍。传统的电脑(从计算器到智能手机或笔记本电脑的所有东西)都用1和0来表示。
渲染显示偏振光与蜂窝状晶格相互作用。图片：Stephen Alvey, Michigan Engineering
做的每一件事，从解决数学问题，到代表一个电子游戏的世界，都是一个非常精致的集合，1- 0，和-或-没有操作。一个典型的计算机在2018年可以使用硅片来完成大约10亿次每秒的运算。在这个实验中，研究者脉冲红外激光钨和硒蜂巢形晶格,使硅片开关从“1”到“0”状态就像普通计算机处理器——只有快一百万倍，项研究发表在《自然》杂志上。这是电子在蜂巢晶格中的表现。在大多数分子中，轨道周围的电子可以跃迁到几个不同的量子态，或者当它们变得兴奋时，它们可以跳跃到“psuedo”。
一种很好的方法来想象这些状态是不同的，循环的跑道围绕着分子本身。(研究人员称这些轨迹为“山谷”，并操纵这些旋转的“valleytronics”。)当不活跃的时候，电子可能会停留在分子的附近，变成一个懒惰的圆圈。但是激发那个电子，也许是带着一束光，它就需要消耗掉外层轨道上的一些能量。钨硒晶格只有两个轨道围绕它，以激发电子进入。用红外光的一个方向闪过晶格，电子就会跳到第一个轨道上。用不同的红外光来照亮它，电子就会跳到另一个轨道上。
从理论上讲，计算机可以把这些轨道看成1和0。轨道1上有一个电子，这是1。当它在轨道0上时，这是0。至关重要的是，这些轨道(或山谷)是紧密相连的，而电子在失去能量之前不需要在它们上面运行很长时间。根据这篇论文，用红外光一种的脉冲点阵，电子会跳到轨道1上，但它只会绕着轨道旋转“几飞秒”，然后回到它在靠近原子核的轨道上的未激发态。飞秒是一秒的千万分之一秒，甚至连一束光都不足以穿过一个红血球。
所以，电子不会停留在轨道上，但是一旦它们在轨道上，额外的光脉冲就会在两个轨道之间来回碰撞，然后才有机会回到不受刺激的状态。这种来回冲撞，1-0-1- 0-1-0-1- 0-0-0-1 -0-1-0-1- 0-1-0-1- 0-1-0-1- 0-1-0-1- 0-1-0-1- 0-1-0-1- 0-1-但研究人员发现，在这种材料中，它的发生速度可能比现代芯片快得多。研究人员还提出了一种可能性，即它们的晶格可以在室温下用于量子计算。这是量子计算的一种圣杯，因为大多数现有的量子计算机需要研究人员先把他们的量子比特冷却到接近绝对零度，最冷的可能温度。
研究人员表明，理论上可以使这个晶格中的电子激发到1和0轨道上的“叠加”——或者是在两个轨道上同时模糊的模糊状态——这对于量子计算是必要的。德国雷根斯堡大学的物理学教授鲁伯特·胡贝尔在一份声明中说：从长远来看，我们看到了一个现实的机会，即引进量子信息设备，其运行速度要比光波的单一振动快。然而研究人员并没有以这种方式实际执行任何量子操作，因此，室温量子计算机的概念仍然是完全理论的。
事实上，研究人员在他们的格子上进行的经典的(常规的)操作只是无意义的，来回的1- 0转换。晶格仍然没有被用来计算任何东西。因此，研究人员仍然需要证明它可以在实际的计算机中使用。尽管如此，这个实验可能会打开一扇门，让超快的传统计算——甚至可能是量子计算——在不可能实现的情况下实现。
博科园-科学科普｜文：Rafi Letzter/Live Science
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