Анализ показал, что поведение процессора сильно зависит от выполняющейся на нем программы. Если, скажем, программа для численного решения уравнений в частных производных демонстрировала регулярную, периодическую динамику, то архиватор и особенно программа компоновки микросхем вели себя шумно и хаотически. Время их выполнения плохо предсказуемо и сильно зависит от начального состояния процессора, то есть от того, что он считал перед этим. Поэтому даже для простого сравнения производительности разных процессоров нужны специальные методы усреднения, развитые в нелинейной динамике. Что уж говорить о субъективных ощущениях людей, которые воспринимают компьютер скорее как норовистое и непредсказуемое живое существо, нежели совокупность бездушных железок. Теперь эти смутные ощущения получили вполне строгое научное обоснование. - Г.А.
Экситон в упряжке
Важного результата, который может привести к появлению принципиально новых экситонных чипов, достигла объединенная команда исследователей из Питсбургского университета и Лаборатории Белла, входящей в состав фирмы Lucent Technologies. Ученым впервые удалось в миллион раз увеличить время жизни экситонов и заставить их перемещаться на сотни микрон, чего уже достаточно для создания фотонных триггеров и ряда других приложений.
Экситонами называют специфические, похожие на атом квазичастицы, которые состоят из отрицательно заряженного электрона и положительно заряженной дырки. В определенных условиях экситон возбуждается в полупроводнике при поглощении фотона и может «аннигилировать», излучая фотон. Мигрируя по полупроводнику, экситоны, как и фотоны, переносят энергию, но не переносят заряд и массу. Однако у них, как и у электронов в полупроводнике, есть так называемая эффективная масса, поэтому экситоны иногда величают «тяжелыми фотонами».
Обычно экситон живет всего-навсего одну триллионную секунды и за это время успевает переместиться лишь на несколько микрон, из-за чего их никто и не пытался использовать. Однако теперь ученым удалось вырастить специальную двухмерную полупроводниковую структуру с квантовыми ямами, в которой экситоны живут до тридцати микросекунд и могут за это время пройти расстояние до миллиметра. Успеха удалось добиться благодаря «растяжению» частиц с помощью электрического поля.
Возможность управлять экситонами на больших дистанциях позволит создать электронно-фотонные чипы принципиально нового типа. Можно, например, преобразовать фотон непосредственно в экситон, переместить его в нужное место, а затем вновь излучить фотон. Так можно изготовить быстрые оптические переключатели, ячейки оптической памяти и другие устройства.
