Das Ergebnis: Bei etwa einem Petaherz – rund einer Million Gigahertz – ist die physikalische Grenze der Signalgeschwindigkeit erreicht. Schneller können optoelektronische Transistoren demnach nicht werden, wie Ossiander und seine Kollegen berichten. Der Grund für diese Grenze: Bei noch schnelleren Signalpulsen werden die Abstände zu kurz und die übertragene Energie lässt sich nicht mehr präzise genug definieren.

Die Elektronen springen nicht mehr sauber zwischen den beiden erwünschten Zuständen hin und her. „Festkörper haben unterschiedliche erlaubte Energie-Bänder und mit kurzen Laserpulsen werden viele von ihnen zwangsläufig gleichzeitig von freien Ladungsträgern bevölkert“, erklärt Koautor Christoph Lemell von der Technischen Universität Wien. Dadurch wird das Stromsignal, das am Ende entsteht, verfälscht – Nullen und Einsen können nicht mehr unterschieden werden.

Wie nah kommt man an die Grenze heran?

Das Speedlimit von einem Petahertz bedeutet aber auch, dass bei den heute gängigen Transistoren noch Luft nach oben ist: Das maximal Erreichbare ist etwa 100.000-mal schneller. Ob Computerchips dieser Maximalkapazität allerdings jemals hergestellt werden können, ist fraglich: Nach Angaben der Forscher liegen die realistisch machbaren technischen Obergrenzen wahrscheinlich deutlich unter dem absoluten Speedlimit.

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