由於電子在電子設備中的移動速度極快，所以這使人們很難看到裡面發生了什麼。現在，來自密歇根大學和雷根斯堡大學的工程師們開發出了一種“attoclock”，它可以以小到十八次冪分之一秒的增量對電子進行快照。
對於目前的計算機，時鐘速度是以納秒為單位，也就是十億分之一秒。雖然這對於我們今天使用的計算機來說已經足夠快了，但量子計算機還有可能大幅提高速度。
“你目前的計算機的處理器是以千兆赫為單位運行的，也就是每次操作的十億分之一秒，“該研究的論文第一作者Mackillo Kira說道，“在量子計算中，這是極慢的，因為計算機芯片內的電子每秒碰撞數萬億次，每次碰撞都會終止量子計算周期。為了提高性能，我們需要的是快10億倍的電子運動的快照。而現在我們有了。”
據了解，該團隊的新設備可以在一個完全不同的時間尺度上進行測量–阿秒，也就是10的負18次秒。為了強調這個時間框架有多短，一秒鐘內的阿秒數量是到目前為止整個宇宙歷史中的秒數的兩倍多。
不言而喻，記錄如此微小的時間增量將是一個挑戰，但該團隊已經開發了一個新的系統使他們能夠這樣做。該技術涉及兩個能量跟電子相匹配的光脈衝–第一個是紅外光脈衝以讓電子進入一個可以在半導體材料中移動的狀態。接下來，一個較低能量的太赫茲（THz）脈衝被應用，它將電子送上軌道，迫使其發生正面碰撞。這就產生了閃光，而這些閃光的精確時間可以被分析以揭示量子相互作用和其他細節。
“我們使用了兩個脈衝–一個在能量上跟電子的狀態相匹配的脈衝，然後是導致狀態改變的第二個脈衝，”Kira說道，“我們基本上可以拍攝這兩個脈衝如何改變電子的量子狀態，然後將其表達為時間的函數。”
該團隊表示，像這樣的設備是通過推進我們對電子如何在材料中移動、行為和互動的理解從而向更好的量子計算機邁出第一步。