Công nghệ đột phá giúp smartphone, laptop nhanh gấp 1.000 lần
Nhiều người cảm thấy khó chịu vì smartphone bị lag (phản hồi chậm) khi mở ứng dụng hoặc laptop bị treo giữa lúc đang làm việc. Thế nhưng, những nỗi phiền toái đó có thể sớm trở thành dĩ vãng.
Đột phá mới trong lĩnh vực lượng tử khiến nhóm nhà nghiên cứu tin rằng trong tương lai không xa, các thiết bị hàng ngày như smartphone và laptop có thể nhanh gấp 1.000 lần so với công nghệ hiện tại.
Các nhà khoa học tại nhiều tổ chức nghiên cứu ở Mỹ đã phát triển một phương pháp kiểm soát vật liệu lượng tử với tốc độ và độ chính xác chưa từng có, theo nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Physics. Cụ thể hơn, họ tập trung vào một loại vật liệu mang tên 1T-TaS₂, có khả năng chuyển đổi tức thì giữa trạng thái cách điện và dẫn điện, nghĩa là có thể chặn hoặc cho phép dòng điện chạy qua, giống các bóng bán dẫn trong smartphone hay máy tính của bạn.
Điều đặc biệt là gì? Các nhà khoa học tại đã làm điều đó bằng ánh sáng. Bằng cách nung nóng và làm mát vật liệu siêu nhanh - quy trình gọi là “làm nguội nhiệt nhanh”, nhóm khoa học có thể chuyển đổi giữa các pha điện tử một cách chính xác mà không cần đến nhiệt độ cực lạnh như trước đây.
Nature Physics là tạp chí khoa học quốc tế uy tín hàng đầu thế giới trong lĩnh vực vật lý, thuộc nhà xuất bản Nature Portfolio (trước đây là Nature Publishing Group) và cùng hệ thống với tạp chí danh tiếng Nature.
Tạp chí này chuyên công bố các nghiên cứu chất lượng cao và có ý nghĩa quan trọng trong tất cả lĩnh vực vật lý, cả lý thuyết và ứng dụng. Các lĩnh vực được đề cập gồm cơ học lượng tử, vật lý vật chất ngưng tụ, quang học, nhiệt động lực học, vật lý hạt, vật lý sinh học…
Dùng ánh sáng để kiểm soát đặc tính vật liệu nhanh nhất có thể
Theo trang Live Science, nhà nghiên cứu chính Gregory Fiete từ Đại học Northeastern (Mỹ) cho biết: “Không có gì nhanh hơn ánh sáng. Chúng tôi đang sử dụng ánh sáng để kiểm soát đặc tính vật liệu ở tốc độ nhanh nhất có thể theo vật lý”.
Tốc độ như vậy không chỉ ấn tượng mà còn mang tính cách mạng. Thay vì phải kết hợp nhiều loại vật liệu để điều khiển dòng điện như trong chip bán dẫn hiện nay, phương pháp mới này trong tương lai có thể dùng chỉ một loại vật liệu lượng tử duy nhất để làm điều đó: Hiệu quả hơn, nhỏ gọn hơn và nhanh hơn nhiều.
Mở ra kỷ nguyên điện tử mới
Hiện tại, các chip silicon dần chạm đến giới hạn vật lý của chúng, chẳng hạn không thể thu nhỏ bóng dẫn mãi mà không gây lỗi nhiệt, tiêu thụ năng lượng quá nhiều. Thí nghiệm này mở ra cánh cửa cho một kỷ nguyên điện tử mới, nơi việc kiểm soát vật liệu diễn ra chính xác và tức thời. Song cần lưu ý là công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.
Chip silicon là mảnh vật liệu silicon rất nhỏ, trên đó chứa hàng triệu, thậm chí hàng tỉ linh kiện điện tử siêu nhỏ như bóng bán dẫn, điện trở, tụ điện và các đường dẫn kết nối. Chip silicon là bộ não của hầu hết thiết bị điện tử hiện nay, từ smartphone, laptop, ô tô cho đến vệ tinh.
Bạn sẽ chưa thấy công nghệ đột phá đó xuất hiện trên dòng smartphone tiếp theo, nhưng nó có thể đặt nền móng cho thế hệ thiết bị mới và thậm chí giúp thúc đẩy sự phát triển của AI, xử lý dữ liệu và điện toán đám mây siêu tốc trong tương lai.
Gregory Fiete nói rằng mục tiêu thực sự bây giờ là sự kiểm soát: “Điều chúng tôi hướng đến là mức độ kiểm soát cao nhất với đặc tính vật liệu, vì đó là thứ có thể được khai thác trong các thiết bị điện tử”.
Gregory Fiete là nhà vật lý nổi tiếng và Giáo sư Vật lý thuộc Đại học Northeastern ở thành phố Boston, bang Massachusetts, Mỹ.
Ông nhận bằng Tiến sĩ về Vật lý từ Đại học Harvard và đã công bố nhiều bài nghiên cứu trong các tạp chí uy tín như Nature Physics, Physical Review Letters, Science Advances...
Lĩnh vực nghiên cứu của Gregory Fiete tập trung vào lý thuyết vật chất ngưng tụ lượng tử, nơi các tương tác và tương quan đóng vai trò quan trọng trong vật lý.
Là thành viên Hiệp hội Vật lý Mỹ, ông có đóng góp quan trọng trong việc hiểu và kiểm soát các vật liệu lượng tử, mở ra hướng đi mới cho công nghệ điện tử.