Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa

Albertan yliopiston tutkijat kirjoittivat atomitason binaaridataa uudelleen 24-bittisen muistiryhmän ensimmäiselle riville vetymolekyyleillä koodaamaan M-kirjainta.

Elektroniikka ja tietotekniikka suuntaa kohti atomitason rakenteita.

Kanadalaisen Albertan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet prosessin, jonka avulla ultratehokkaat atomitasolla toimivat tietokoneet voivat käsitellä dataa ja sata kertaa vähemmällä tehonkäytöllä.

Tutkijat ovat jo aiemmin manipuloineet yksittäisiä atomeja tehdäkseen ultratiheitä muistimatriiseita. Vetylitografiaksi kutsutussa tekniikassa käytetään STM-mikroskoopin (STM) kärkeä piipintaan sitoutuneiden yksittäisten vetyatomien manipuloimiseen binaarikoodin tuottamiseksi.

Datan uudelleenkirjoittamisessa on kuitenkin pullonkaula, koska STM-kärjen on poimittava ja talletettava vetyatomeja tarkasti oikeisiin paikkoihin.

Roshan Achal, Robert Wolkow ja heidän kollegat ovat kehittäneet tehokkaan menetelmän atomimuistiryhmien uudelleen kirjoittamiseksi. Vetykaasun käyttäminen molekylaarisena pyyhkijänä datan uudelleen kirjoittamisessa oli paljon nopeampaa ja helpompaa kuin yksittäisten vetyatomien liikuttelu STM-kärjellä.

Tutkijat osoittivat tekniikan kyvyn kirjoittaa pieni 24-bittinen muistiryhmä. Uusi menetelmä mahdollistaa atomiskaalaisen tietokoneiden valmistamisen tuhat kertaa nopeammin, mikä tekee niistä valmiimpia reaalimaailman valmistukseen, tutkijat sanovat.

Kaksi ETH Zürichissä toiminutta tutkimusryhmää ovat puolestaan kehittäneet menetelmän, jolla voidaan simuloida nanoelektroniikkarakenteita ja niiden ominaisuuksia piiatomien tasolla realistisesti, nopeasti ja tehokkaasti.

Siruvalmistajat kokoavat jo transistoreita, joiden mitta on vain muutama nanometri. Nyt yhä tehokkaampien supertietokoneiden kysyntä ajaa teollisuutta kehittämään komponentteja, jotka ovat vielä pienempiä ja samalla tehokkaampia.

Jotta nykypäivän nanotransistorit olisivat tehokkaampia, ETH Zürichin Integrated Systems Laboratoryn (IIS) luisierin johtama tutkimusryhmä simuloi transistoreita käyttämällä OMEN-ohjelmistoa, joka on ns. kvantti siirto simulaattori.

Nyt tutkijat onnistuivat kehittämään ohjelmaa ja erityisesti sen sisäisiä tiedonsiirtoja tehostamalla niin, että kun se aiemmin simuloi lämpöhäviötä noin 1000 atomin transistoreissa, nyt se kykenee 10 000 atomista koostuvien transistorien realistisen simulaation samalla prosessorimäärällä.

Aiheesta aiemmin:

Atomeista nykertäen

Monitoimisia muistirakenteita

Lämmönhallintaa atomitasolla