Dem optischen Computer ein Stück näher

Herkömmliche CPUs setzen den Rechnern bezüglich Leistungsfähigkeit Grenzen, vor allem weil die Millionen von Transistoren der Prozessoren enorm viel Wärme produzieren. Wissenschaftler versuchen daher seit einiger Zeit, integrierte Schaltungen herzustellen, die auf Basis von Photonen statt Elektronen funktionieren. Photonen produzieren viel weniger Wärme als Elektronen.

Ein Grossteil der Nachrichtentechnik beruht heute auf optischer Signalübertragung, die nötige Kodierung der Information geschieht aber mit Hilfe von elektronisch gesteuerten Schaltern. Von einem kompakten optischen Transistor ist man noch weit weg.

Die Forschungsgruppe von Vahid Sandoghdar, Professor am Laboratorium für Physikalische Chemie der ETH Zürich, hat es nun aber geschafft, mit einem einzigen Molekül einen optischen Transistor zu erzeugen. Dabei stützte sich die Forschungsgruppe auf die Tatsache, dass die Energie eines Moleküls quantisiert ist. Trifft Laserlicht auf ein Molekül, wird das Licht absorbiert. Mit einem zweiten Lichtstrahl lässt sich diese Energie gezielt freisetzen. Auch das Prinzip des Lasers liegt dieser so genannten stimulierten Emission zu Grunde. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, einen Laserstrahl auf nur in einziges winziges Molekül zu fokussieren und mit diesem stimulierte Emission zu erzeugen. Mit dieser Erkenntnis könnten die Forscher den Weg für den Quantencomputer ebnen. Allerdings: "Bis Photonen Elektronen in Transistoren ablösen sind noch viele Jahre zu forschen", so Sandoghadar.