Исследователям удалось разработать сверхпроводящий диод, который до сих пор считался неосуществимым. Со временем такие устройства должны сделать компьютеры во много раз быстрее и экономичнее.
Ученые из Технического университета Дельфта (Нидерланды) описали большой шаг к потенциально революционным компьютерам на основе сверхпроводников - они разработали приводящий диод.
В одну сторону
Диод-это элемент, который проводит ток в одну сторону и блокирует его в противоположную сторону.
Почему создание ее сверхпроводящей версии имеет такое большое значение? Ну, в отличие от обычных проводников, в сверхпроводниках ток течет без каких-либо потерь. Даже если бы таким кабелем кто-то посылал электричество с Земли на Луну, потери были бы ровно равны нулю.
Два преимущества
Таким образом, создание сверхпроводящей электроники означало бы два мощных преимущества.
Во-первых, такие устройства были бы в сотни раз быстрее.
Во-вторых, они потребляли бы несравненно меньше энергии. По мнению исследователей, замена обычных компьютеров сверхпроводящими будет означать снижение потребления электроэнергии миром, равное 10 процентам. текущих энергетических резервов.
С терагерцовой скоростью
Технология, в которой до сих пор работали полупроводники, теперь потенциально может быть реализована с помощью сверхпроводников, используя эти элементы. Мы говорим о более быстрых компьютерах, работающих даже с терагерцовой скоростью. Это означает 300-400 больше скорости, чем современные компьютеры. Это повлияет на любое социальное и технологическое использование. Если XX век был веком полупроводников, XXI век будет принадлежать сверхпроводникам, - говорит профессор Мажар Али, создатель диода.
Однако с этим связано препятствие, которое до сих пор считалось непреодолимым.
С момента открытия сверхпроводимости в 1911 году знатоки предмета считали, что невозможно заставить ток через сверхпроводящий элемент течь только в одном направлении, и это является необходимым условием для создания вычислительных машин.
Это можно сравнить со льдом, по которому мы скользим без какого-либо сопротивления в одну сторону, но останавливаемся из-за трения при движении в противоположную сторону.
Голландский успех
Голландская команда добилась успеха, изменив так называемое Джозефсоновское соединение, которое состоит из двух сверхпроводящих элементов, разделенных непроводящим барьером. Обычный барьер между сверхпроводниками они заменили графеноподобным материалом с квантовыми свойствами.
Ученых ждет еще много проблем.
- Во-первых, мы должны столкнуться с повышением температуры действия. Мы использовали очень простой сверхпроводник с сильно ограниченной температурой. Теперь мы хотим начать работу с так называемыми высокотемпературными сверхпроводниками и посмотреть, могут ли они работать в диодах Джозефсона при температуре выше 77 Кельвинов. Это позволит использовать азот для охлаждения, - подчеркивает профессор Али.
- Второе-увеличение масштабов производства. Это отличная новость, что нам удалось показать работу изобретения в наноустройствах, но мы разработали только несколько из них. Следующим шагом будет попытка масштабировать производство для создания миллионов джозефсоновских диодов на чипе, добавляет он.