Vent, lasere i min bærbare?

Jeg ved godt hvad du tænker. Lasere? I en computer? Det lyder som noget fra en sci-fi film. Men hold fast — det her er faktisk ret vildt, og det kan blive virkelighed hurtigere end du tror.

Forskere fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) har skabt det, de kalder en nanolaser. Vi snakker noget så lille, at det kunne være på størrelse med et knappenålshoved mange gange om. Og den lille dims kan meget vel være nøglen til computere, der er markant hurtigere OG mere energieffektive.

Hvorfor din computer bliver varm (og hvorfor det er et problem)

Noget du sikkert har lagt mærke til: bærbare bliver varme. Nogle gange rigtig varme. Grunden er, at information inde i din computer bevæger sig fra den ene komponent til den anden via elektriske signaler. Og elektricitet, der bevæger sig gennem kredsløb, skaber varme — lidt ligesom din telefonlader bliver varm efter du har brugt den et stykke tid.

Det er ikke bare irriterende (okay, det ER irriterende når din bærbare brænder på dine lår). Det er faktisk en fundamental begrænsning. Jo mere data din computer skal bearbejde, jo mere strøm bruger den, og jo mere varme skaber den. Datacentre — de kæmpe bygninger fulde af servere der driver internettet — bruger nok strøm til at forsyne hele byer. Det er en masse spildt energi og en masse varme.

Lys til undsætning

Her kommer nanolaseren ind i billedet. I stedet for at bruge elektroner (små ladede partikler) til at bære information, hvad hvis vi brugte fotoner? Fotoner er de partikler, lys består af.

Lys bevæger sig utrolig hurtigt og — vigtigst af alt — skaber langt mindre varme når det suser gennem små kanaler. Vi har faktisk brugt lys til at sende data i årevis — fiberkabler transporterer det meste af internettets information via lyspulser. Men inde i individuelle chips? Der foregår det stadig for det meste med elektricitet.

DTU-forskerne har taget et stort skridt i retning af at ændre det.

Den mindste laser du nogensinde har set

Nanolaseren forskerne har bygget er baseret på noget der hedder en "nanokavitet" — en struktur der fanger og presser lys ind i et utroligt lille rum. Tænk på det som et miniature-rum, hvor lys hopper rundt og bliver koncentreret, før det kommer ud igen som en ren, fokuseret stråle.

Det imponerende er, at det hele sker ved stuetemperatur og kræver meget lidt energi for at virke. Det er vigtigt, fordi tidligere forsøg på lignende teknologi ofte krævede ekstrem nedkøling eller kæmpe mængder strøm for at fungere.

Teamet brugte deres renrumsfacilitet (grundlæggende et støvfrit laboratorium hvor de kan bygge ting i nanoscale) til at fremstille denne lille laser. De samarbejdede endda med professor Ole Sigmunds gruppe, der udviklede den specielle lyslagrende struktur i hjertet af apparatet.

Hvad betyder det for dig?

Lad os snakke om den praktiske del. Hvis denne teknologi kan skaleres op — og det er et stort "hvis," men forskerne er optimistiske — kunne vi se nogle ret fantastiske forandringer:

Computere der drikker mindre strøm: Forskerne estimerer, at brug af nanolasere i fremtidige chips kan halvere energiforbruget. Din bærbare kunne måske køre hele dagen uden at tømme batteriet, og gaming-computere ville måske endelig slippe for at lyde som små jetmotorer når deres blæsere kæmper for at holde temperaturen nede.

Hurtigere alt: Da lys bevæger information hurtigere end elektricitet og uden de samme varmebegrænsninger, kunne dine enheder potentielt blive markant mere rappe. Forestil dig en verden hvor "indlæser" er endnu mere af en fjern hukommelse end det er nu.

Datacentre der ikke opvarmer planeten: Disse kæmpe serverparker driver alt fra din email til Netflix. Hvis de kunne halvere deres energiforbrug, ville det være en kæmpe gevinst for både miljøet og de virksomheder der betaler elregningerne.

Bedre hospitalssensorer: Den samme evne til at koncentrere lys i små rum kunne føre til utroligt følsomme biosensorer, der kan opdage sygdomme tidligere eller overvåge helbredstilstande mere præcist.

Hvor længe skal vi vente?

Her kommer realitetschecket: det her er stadig tidlig forskning. Den nuværende nanolaser virker, men den skal "pumpes" med lys fra en ekstern kilde for at fungere. Den næste store milepæl er at få den til at operere ved hjælp af elektricitet direkte — basically at gøre så laseren kan drives af en standard chip-forbindelse i stedet for en ekstern lyskilde.

Forskerne estimerer, at vi nok kigger 5-10 år ud i fremtiden før denne teknologi begynder at dukke op i forbrugerprodukter. Det lyder måske som lang tid, men ærligt talt? Det gik hurtigt mens jeg skrev det her indlæg, ikke?

Det store billede

Jeg synes denne type forskning er genuint spændende, fordi den repræsenterer et fundamentalt skift i hvordan vi tænker om computere. Vi gør ikke bare tingene marginalt bedre — vi ændrer potentielt den grundlæggende måde information bevæger sig rundt i maskiner.

Hvert par årtier går computing igennem en transformation som denne. Radiorør blev til transistorer. Transistorer blev mindre og mindre. Nu, hvor vi rammer grænserne for traditionelle tilgange, peger innovationer som nanolasere mod det næste.

Så ja, din næste bærbare har nok ikke en laser indeni. Men den efterfølgende? Måske. Og ærligt talt? Jeg hejser flaget for forskerne her. En verden hvor vores enheder er hurtigere, køligere (bogstaveligt talt) og mere energieffektive lyder ret fantastisk for mig.

Hvad tænker du? Ville du bytte din nuværende bærbare til en der kører på lys? Skriv dine tanker nedenfor — jeg læser hver eneste!