Nanoáramkörök kvantumszámítógépekbe


Manapság néhány havonta érkeznek kvantumfizikai áttörésekről hírek, melyek lépésről lépésre hozzák közelebb a kvantumszámítógépek korát. A hagyományos bitekkel szemben a qubitek (kvantumbit) alkalmazása kolosszális áttörést jelenthet a számítástechnika világában. Olyan alkalmazásokat tehet lehetővé, melyeket ma még elképzelni sem tudunk. Például a mozifilmekben megelevenedő mesterséges intelligenciákat. Egyre közelebb van a Skynet kora :-). A mai eszközeinkkel még a világegyetem koránál is hosszabb időt igénybe vevő számításokat néhány másodperc vagy perc alatt lefuttathatnánk.

Megjelent a februári Galaktika! Rendelje meg ide kattintva!

E nemes cél felé vezető úton a következő jelentős áttörés a University of New South Wales, a Melbourne University és a Purdue University kutatóitól származik, akik elkészítették az eddigi legkisebb vezetékeket. A csupán 1 atom magasságú és 4 atom szélességű „drót” létrehozása már önmagában is egy óriási eredmény. Az igazán jelentős áttörés azonban az, hogy még ilyen parányi mérettartományban is képes megtartani stabil vezetőképességét. Ez megakadályozza, hogy a nanodrót használhatatlanná váljon. Az eredmény azért is fontos, mert segíthet Moore-törvényének fenntartásában a közeljövőben, és megnyithatja a kvantum számítástechnika felé vezető utat a következő évtizedben.

Az apró vezetéket —melynek áramvezető képessége megegyezik a réz vezetékekével— egy szilíciumlapkán hozták létre. Kísérletekkel és a vezetékek atomi szintű szuper-számítógépes modelljeivel kimutatták, hogy a drót ellenállása alacsony szinten marad annak ellenére, hogy közel hússzor vékonyabb a mikroprocesszorokban használt hagyományos réz vezetékeknél. A Science-ben közzétett felfedezésnek jelentős következményei lehetnek. A mérnökök számára a Moore-törvény alsó határáig egy új ütemtervvel szolgálhat, és közelebb hozza a donor-atom alapú kvantum számítógépek korát. Foszfor atomok egy szoros sora jelentheti a hagyományos miniatürizálás alsó határát. A fizikusok számára pedig megmutatja, hogy Ohm törvénye egészen az atomi szintig érvényes.

Bent Webert, a vezető szerzőt a New South Wales-i Egyetem (Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology) végzős hallgatóját nagyon felvillanyozta a felfedezés. „Rendkívüli érzés megmutatni, hogy Ohm törvénye, egy ilyen alapvető törvény, még akkor is fennáll, ha a természet alapvető építőelemeiből, atomokból készítünk vezetékeket.”—mondta. Az ausztráliai kutatócsapat célja, hogy a mikroprocesszorokat atomról atomra építhessék fel. A ma alkalmazott módszerek esetében több lépcsőben „marják ki” a chip szerkezetét. A módszer azonban 20 atom szélesség alá kerülve már csak nehezen alkalmazható, fluktuációk lépnek fel, melyek nehézzé teszik a méretezést.

A kutatás tágabb célja a jövő kvantumszámítógépeinek kifejlesztése, melyekben individuális atomok felhasználásával végzik majd a számításokat. Azonban ha egy-egy atom segítségével akarunk számításokat végezni, a kapcsolatokat létesítő áramköröket is atomi mérettartományra kell csökkenteni. A felfedezés igazi jelentősége éppen ez. Ha ilyen mérettartományban is létrehozhatóak apró vezetékek ill. áramkörök, az egyes atomi kvantum tranzisztorok közötti kapcsolat és vezérlés is megoldható lesz.

sciencecaffe.com

Facebook hozzászólások

You may also like...

Vélemény, hozzászólás?