Pikosekunda to jedna bilionowa sekundy. Jest to miara czasu, która ma zastosowanie w przypadku różnych technologii, takich jak lasery, mikroprocesory i inne elementy elektroniczne, które działają z bardzo dużą prędkością. Badania w dziedzinie fizyki jądrowej obejmują również pomiary zbliżone do zakresu pikosekundy, a także powiązane obrazowanie medycyny nuklearnej z wykorzystaniem pozytronowej tomografii emisyjnej (PET).
Komputery osobiste stopniowo zbliżają się do prędkości, z jaką jedno obliczenie można wykonać w pikosekundach. Komputer domowy z mikroprocesorem działającym z częstotliwością trzech gigaherców wykonuje z prędkością trzech miliardów cykli na sekundę. Oznacza to, że wykonanie pojedynczej operacji binarnej zajmuje około 330 pikosekund.
Superkomputery w Stanach Zjednoczonych i Chinach już przekraczają prędkości pikosekundowe na operację. Jeden z najszybszych superkomputerów w USA może wykonywać 360 bilionów operacji na sekundę, co jest nieco szybsze niż jedna operacja na pikosekundę. W 2010 roku Chiny ujawniły superkomputer, który był w stanie wykonywać 2,5 petaflopsa na sekundę lub 2,5 biliarda operacji na sekundę, co oznacza, że co pikosekundę optymalnie wykonuje 2500 obliczeń.
Lasery zaprojektowane do działania w zakresie pikosekundowym emitują impulsy świetlne co jeden do kilkudziesięciu pikosekund w czasie. Istnieje kilka rodzajów konstrukcji lasera, które mogą działać z tymi prędkościami, w tym lasery na ciele stałym, lasery światłowodowe z blokowaniem trybu i lasery z przełączaniem Q. Każdy model jest zbudowany na diodzie pikosekundowej, która może być blokowana w trybie lub przełączana ze wzmocnieniem, zmieniając częstość impulsów z prędkości nanosekundowych, które są w miliardowych części sekundy, do co najmniej dziesięciokrotnie większej w zakresie setnych pikosekund.
Chociaż takie ultraszybkie lasery trudno sobie wyobrazić, istnieje jeszcze szybszy poziom modeli. Laser pikosekundowy jest 1000 razy wolniejszy niż laser femtosekundowy. To sprawia, że konstrukcje pikosekundowe są mniej nowatorskie i znacznie bardziej ekonomiczne w zastosowaniach takich jak mikroobróbka komponentów. Oba typy laserów mają podobny poziom wydajności dla zadań, z którymi są wykonywane.
W dziedzinie medycyny nuklearnej maszyna PET tworzy obraz poprzez promienie gamma oddziałujące z scyntylującymi kryształami, aby wytwarzać elektrony Comptona z optymalną prędkością około 170 pikosekund. W rzeczywistości jest to zwykle znacznie wolniejsze i zajmuje około 1 do 2 nanosekund długości na cząsteczkę emisji. Czas lotu Badania PET (TOFPET) mają na celu zmniejszenie faktycznego czasu lotu do poniżej 300 pikosekund, poprzez ulepszenie fotodetektorów, samych kryształów scyntylacyjnych i powiązanej elektroniki. Chociaż te prędkości już są niesamowicie szybkie, odtworzenie obrazu obszarów ciała ludzkiego na podstawie tych emisji jest powolnym, czasochłonnym procesem, którego ukończenie często zajmuje kilka dni.
