Monitoiminen suprajohtava diodi

University of Minnesota Twin Citiesin johtama tiimi on kehittänyt uuden suprajohtavan diodin, joka voisi auttaa laajentamaan kvanttitietokoneita teollisuuden käyttöön ja parantamaan tekoälyjärjestelmien suorituskykyä.

Muihin suprajohtaviin diodeihin verrattuna tutkijoiden komponentti on energiatehokkaampi; voi käsitellä useita sähköisiä signaaleja samanaikaisesti; ja sisältää sarjan portteja energiavirran ohjaamiseksi, ominaisuus, jota ei ole koskaan aiemmin integroitu suprajohtavaan diodiin.

Diodit valmistetaan tyypillisesti puolijohteista, mutta tutkijat ovat kiinnostuneita valmistamaan niitä suprajohteista, joilla on kyky siirtää energiaa menettämättä tehoa matkan varrella.

"Haluamme tehdä tietokoneista tehokkaampia, mutta nykyisillä materiaaleillamme ja valmistusmenetelmillämme kohtaamme kovia rajoja", sanoi apulaisprofessori Vlad Pribiag ”Tarvitsemme uusia tapoja kehittää tietokoneita, ja yksi suurimmista haasteista laskentatehon lisäämisessä juuri nyt on, että ne hukkaavat niin paljon energiaa. Joten mietimme tapoja, joilla suprajohtavat tekniikat voisivat auttaa tässä."

Minnesotan yliopiston tutkijat loivat laitteen käyttämällä kolmea Josephson-liitosta, jotka valmistetaan levittämällä suprajohteiden väliin ei-suprajohtavaa materiaalia. Tässä tapauksessa tutkijat yhdistivät suprajohteet puolijohdekerroksiin. Piirirakenteen uudenlainen sunnitelma antaa tutkijoille mahdollisuuden ohjata diodipiirin toimintaa jännitteen avulla.

Heidän komponentissaan on myös kyky käsitellä useita signaalituloja, kun taas tyypilliset diodit voivat käsitellä vain yhtä tuloa ja yhtä lähtöä. Tällä ominaisuudella voisi olla sovelluksia neuromorfisessa laskennassa.

"Komponentissamme on lähes kaikkien aikojen suurin energiatehokkuus ja ensimmäistä kertaa olemme osoittaneet, että voit lisätä portteja ja käyttää sähkökenttiä tämän vaikutuksen säätämiseksi", selittää Ph.D.opiskelija Mohit Gupta. ”Monet tutkijat ovat valmistaneet suprajohtavia piirirakenteita aiemminkin, mutta heidän käyttämänsä materiaalit ovat olleet erittäin vaikeita valmistaa. Suunnittelussamme käytetään materiaaleja, jotka ovat toimialaystävällisempiä ja tarjoavat uusia toimintoja."

Tutkijoiden käyttämää menetelmää voidaan periaatteessa käyttää minkä tahansa tyyppisten suprajohteiden kanssa, joten se on monipuolisempi ja helpompi ottaa käyttöön kuin muut alan tekniikat. Näiden ominaisuuksien ansiosta uutuus on yhteensopiva teollisuuden sovellusten kanssa ja voisi auttaa laajentamaan kvanttitietokoneiden kehitystä laajempaan käyttöön.

Aiheesta aiemmin:

Suprajohtava diodi ilman magneettikenttää