Schaltkreise aus Licht: Forscherin gelingt wichtiger Durchbruch bei optischen Schaltungen

[Redaktion]

In vielen Bereichen der Elektronik kommen Bauteile zum Einsatz, die mit Licht Informationen übertragen. Die dafür verwendeten Laser sind oft nicht leicht herstellbar und so relativ teuer. Einer Doktorandin ist bei ihrer Forschungsarbeit hier ein wichtiger Durchbruch gelungen.

https://www.notebookcheck.com/Schaltkreise-aus-Licht-Forscherin-gelingt-wichtiger-Durchbruch-bei-optischen-Schaltungen.582200.0.html

[RobertJasiek]

Verständnisfrage: wieviel Prozent der Lichtgeschwindigkeit haben Elektronen in Chips?

[Oleg]

Das ist ja gar nicht in Worte zu fassen was das bedeutet. Ich bin sprachlos.

@Robert: Der Geschwindigkeitsvorteil eines Photons gegenüber dem Elektron ist eher nachrangig/ein toller Mitnahmeeffekt. Relevant ist der um Welten bessere Wirkungsgrad. Sprich das weniger an Hitze je Takt, die erzeugt wird.

[Marc Herter]

Verständnisfrage: wieviel Prozent der Lichtgeschwindigkeit haben Elektronen in Chips?

Während sich das Elektrische Feld um einen Leiter mit der Lichtgeschwindigkeit bei rund  300 Millionen m/s ausbreitet, ist die Bewegung der Elektronen abhängig von Stromstärke, Anzahl der freien Elektronen und damit der Leiterquerschnittsfläche. Als Faustregel könnte man sagen, desto höher die Stromstärke und kleiner der Leitungsquerschnitt, desto schneller die Elektronen. Bei einem Ampere und in einem Kupferleiter mit einem mm² Querschnitt bewegen sich die Elektronen mit 7.4 m/s².

Bei Prozessoren ist natürlich die Querschnittsfläche viel kleiner, aber auch die Stromstärke. Es ist also schwer auf ihre Frage  eine Antwort zu finden, da sie für jeden Prozessor und Rechnertyp unterschiedlich ausfällt.
Das Problem, dass sich Elektronen langsamer als Photonen bewegen, ist zugegebener Maßen ein sehr stark vereinfachtes Bild der Vorgänge, warum ein Prozessor der mit Photonen arbeitet schneller wäre als einer der mit Elekronen arbeitet.