Magyar kutatási eredmények reformálhatják meg a számítástechnikát
A számítástechnikában jelenleg használt mikroelektronikai eszközök technológiája elérte a határait. Igaz ez a számítógépprocesszorok órajelére, a kapcsolási sebességre és az egy bit tárolására alkalmas memória fizikai méretére is. Az információtárolásra használt doménméret a 100 nanométer nagyságrendjébe esik, a kapcsolás jellemző időtartama pedig – ami meghatározza az eszközök gyorsaságát –, jelenleg a másodperc milliomodrészének tízezredrésze.
Ahhoz, hogy ennél több nagyságrenddel gyorsabban lehessen logikai műveleteket végrehajtani, alapvetően új kapcsolási architektúrákat kell kidolgozni, az új építőelemeknek pedig, az információsűrűség növeléséhez szükséges, legfeljebb néhány nanométeres mérettartományban kell lenniük. A Wigner Fizikai Kutatóközpont három kutatócsoportja (köztük két Lendület-csoport) olyan anyagi rendszerekkel indított kutatásokat, amelyekkel molekuláris és/vagy nanooptikai szinten több nagyságrendet lehet növelni a kapcsolási sebességen.
A 2017 júliusában indult, és idén véget ért projekt keretében a kutatók sikeresen fejlesztettek olyan nanooptikai és lézeres mérési módszereket, amelyeknek köszönhetően fontos felfedezéseket tettek a lézerfény által irányított elektronok nanométeres tartományban történő mozgásáról, valamint az alkalmazásokban használható molekulák femtomásodperces (a másodperc milliomodrészének milliárdodrésze) időskálán történő átalakulásairól.
Ezeket az eredményeket olyan vezető tudományos folyóiratokban publikálták, mint a Nature Communications, a Nano Letters vagy az Optica. Az eredményeknek köszönhetően pedig javaslatokat tudtak tenni a megfelelő kapcsolási architektúrák kialakítására, amelyekre a nemzetközi kutatói közösségben is sokan felfigyeltek.
A kutatóközpont a molekuláris és nanooptikai áramkörökkel kapcsolatos felfedező kutatásaihoz 440,34 millió forint támogatást nyert el, így lehetősége nyílt több korszerű műszer, többek között egy Magyarországon egyedülálló lézerrendszer beszerzésére. Ez a lézer femtomásodperces pontossággal tud több különböző színű lézerfényt biztosítani a kísérletekhez.
A műszerbeszerzésen túl nyolc versenyképes új kutatói álláshelyet is létrehoztak a projekt ötéves időtartama alatt, ennek köszönhetően Dániából, Svédországból és az Egyesült Államokból költöztek haza magyar kutatók, illetve egy vezető cseh kutató is a budapesti intézetet választotta munkahelyéül. A támogatásnak köszönhetően hét diplomamunka és négy PhD fokozat született az ELTE-n, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen és a Pécsi Tudományegyetemen.
A kutatócsoportok a jövőben olyan konkrét eszközöket fejlesztenek majd, kapcsolható molekulák nanoméretű csomópontokba helyezésével, melyekkel már egyszerű logikai művelek is megvalósíthatók lesznek a lézerfény segítségével.
