Fiziķi izstrādāja supravadītāju ķēdi, kas ilgi tika uzskatīta par neiespējamu

Mākslinieka iespaids par supravadošu mikroshēmu. (TU Delfta)

Apmainot klasisko materiālu pret tādu, kam ir unikālas kvantu īpašības, zinātnieki ir radījuši asupravadošsķēde, kas spēj paveikt varoņdarbus, kas ilgi uzskatīti par neiespējamiem.

Atklājums, ko veica pētnieki no Vācijas, Nīderlandes un ASV, apgāž gadsimtu ilgas domas par supravadošo ķēžu būtību un to, kā to strāvas var pieradināt un praktiski izmantot.

Zema atkrituma, ātrgaitas ķēdes, kuru pamatā ir fizika supravadītspēja ir lieliska iespēja pacelt superskaitļošanas tehnoloģiju pilnīgi jaunā līmenī.



Diemžēl raksturlielumi, kas padara šo bez piepūles elektriskās strāvas veidu tik ērtu, rada arī bezgalīgas problēmas, izstrādājot parasto elektrisko komponentu supravadošās versijas.

Ņemiet kaut ko tik vienkāršu kā a diode , piemēram. Šī elektronikas pamatvienība ir kā vienvirziena zīme strāvām, kas nodrošina elektronu kustības regulēšanas, pārveidošanas un noregulēšanas līdzekļus.

Supravadošos materiālos šo atsevišķo elektronu identitāte izplūst, kā rezultātā tiek izsaukti partneri Kūperu pāri , dodot katrai partnerības daļiņai iespēju izvairīties no tipiskākas elektriskās strāvas grūdieniem, kas patērē enerģiju.

Taču bez parastajiem pretestības likumiem zinātnieki nav spējuši panākt, lai supravadošie elektroni pārvietotos vienā virzienā, jo tie vienmēr demonstrē tā dēvēto “savstarpēju” uzvedību.

Šis fundamentālais pieņēmums - ka supravadītspēja nevar pārkāpt savstarpīgumu (vismaz ne bez manipulācijām ar magnētisko lauku) - ir saglabājies kopš paša pētījuma sākuma šajā jomā.

Atklāti sakot, tas ir šķērslis, bez kura inženieri varētu iztikt.

'70. gados IBM zinātnieki izmēģināja ideju par supravadītāju skaitļošanu, taču viņiem bija jāpārtrauc pūles: savos dokumentos par šo tēmu IBM min, ka bez abpusējas supravadītspējas dators, kas darbojas ar supravadītājiem, nav iespējams,' skaidro pētnieki. iekšā paziņojums presei par savu jauno pētījumu.

Iespējams, ka tagad šie centieni būs jāpārskata pēc eksperimenta, kas parāda krustojuma veidu ar kvantu komponentu, kas spēj novirzīt pat Kūpera pārus pa vienvirziena ielu.

Džozefsona krustojumi ir plānas supravadoša materiāla sloksnes, kas atdala materiālu pāri, kas ir supravadītāji. Ja materiāls ir pietiekami plāns, elektroni var izkļūt cauri tiem bez rūpēm.

Zem noteikta līmeņa šai 'pārstrāvai' nav sprieguma. Kritiskā punktā parādās spriegums, kas strauji svārstās viļņos, ko var izmantot tādās lietojumprogrammās kākvantu datori.

Nodrošināt, ka šī strāva vienmēr iet tikai vienā virzienā, iepriekš bija iespējams, izmantojot ārēju magnētisko lauku. Taču komanda atklāja, ka, ja viņi izmantos 2D režģi, kura pamatā ir metāla niobijs, viņi varētu pamest lauku un paļauties tikai uz materiāla kvantu īpašībām.

'Mēs varējām nolobīt tikai dažus šī Nb atomu slāņus3Br8un izveidojiet ļoti, ļoti plānu sviestmaizi — tikai dažus atomu slāņus biezu —, kas bija nepieciešama Džozefsona diodes izgatavošanai, un tas nebija iespējams ar parastajiem 3D materiāliem. saka vadošais pētnieks Mazhar Ali, fiziķis no Delftas Tehnoloģiju universitātes Nīderlandē.

Komanda ir pārliecināta, ka ir atzīmējusi visas izvēles rūtiņas, kas nepieciešamas, lai pamatotu savu atklājumu. Tomēr ir ejams garš ceļš, līdz mēs redzēsim supravadītājus nākamās paaudzes skaitļošanas centrā.

Pirmkārt, supravadītspējas parādība parasti rodas materiālos, kas atdzesēti līdz nedaudz virs absolūtās nulles.

Daži supravadoši materiālivar tikt galā ar siltumu, bet tikai tad, ja tiek pakļauts ārprātīgam spiedienam.

Uzzinot, kā Džozefsona krustojumi, kuru pamatā ir šīs jaunās kvantu barjeras, darbojas augstākā temperatūrā un spiedienā, galu galā varētu mainīt spēli – samazināt aprīkojuma daudzumu, kas nepieciešams neticami efektīviem superdatoriem, kādus pasaule vēl nav redzējusi.

'Tas ietekmēs visa veida sabiedriskos un tehnoloģiskos lietojumus,' saka Or.

'Ja 20. gadsimts bija pusvadītāju gadsimts, 21. gadsimts var kļūt par gadsimtu supravadītājs .'

Šis pētījums tika publicēts Daba .

Populārākas Kategorijas: Cilvēkiem , Daba , Skaidrotājs , Dabu , Tech , Telpa , Vidi , Neklasificēts , Sabiedrību , Fizika ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.