Solitoneillako uutta elektroniikkaa?

Tiedonsiirto kärsii aina häviöistä ja Institute for Basic Sciencen (IBS) CALDES-tutkijoiden tavoitteena on löytää uusia tapoja saavuttaa vakaampi informaation välittäminen.

Yksi tutkimustyö liittyy solitoneihin, jotka ovat vakaita ympäristöstä riippumatta. Tutkijat osoittivat, että solitoneja voidaan manipuloida ja he ovat hahmotelleet kuinka käyttää niitä jopa loogisiin operaatioihin.

Fyysikot tietävät, että yksi mahdollinen ratkaisu signaalivaimennukseen tai kohinaongelmaan voi löytyä matemaattisesta topologian käsitteestä. Se liittyy ominaisuuksiin, joihin ei vaikuta muutokset muodossa.

Esimerkiksi pallo ja kynä ovat topologisesti samat, mutta erilainen kuin donitsi. Pallon voi muovata kynän muotoon mutta kun tekee reiän palloon, siitä tulee täysin eri topologinen objekti.

Viime vuonna IBS:n tutkijat selvittivät piille sijoitettujen indiumatomien kaksinkertaisen ketjun solitonien ominaisuuksia ja he huomasivat, että solitonit voisivat olla kolmessa muodossa.

Uudemmassa työssä tutkijaryhmä osoitti kokeellisesti, että solitonien välinen vaihto on mahdollista. Eli solitoneja voidaan muuttaa ja silti ne pysyvät immuunina väliaineen puutteille.

"Toistaiseksi solitoneja voi vain luoda tai tuhota pareittain, mutta työ osoitti, että näitä solitoneja voidaan kytkeä toisesta toiseen ja jopa käyttää loogisina operaatioina", toteavat tutkijat.

Työ esiintuomat kolme solitonia voivat myös edustaa numeroa 1, -1 ja 2 sekä tila ilman solitonia nollaa (0), mikä luo nelinumeroisen lukujärjestelmän. Moninumeroiset järjestelmät mahdollistavat enemmän toimintoja ja tiedon tallennusta vähemmässä tilassa.

Avaamalla uuden elektroniikan alan, eli solitoniikan, IBS tutkijat hahmottelevat jo uuden sukupolven hybridejä IT-laitteita, joissa yhdistyy piitä ja solitoneja.

Moniulotteisuus voi viedä myös askeleen lähemmäksi aivojen kaltaisia laitteita, jotka jäljittelevät sitä miten informaatiota käsitellään aivojen hermosolujen piireissä.

Aiheesta aiemmin:

Tie kohti kvanttitransistoreita