Quantum Breakthrough 可以讓您的設(shè)備速度提高 1000 倍

您因智能手機(jī)或筆記本電腦運(yùn)行緩慢而感到沮喪的日子可能即將結(jié)束：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種控制電子狀態(tài)的新技術(shù)量子材料這最終可能會(huì)使我們的小工具快 1,000 倍。

量子材料是那些表現(xiàn)出受量子力學(xué)控制的奇怪行為和屬性的。它們讓我們得以一窺物理學(xué)的一個(gè)獨(dú)立領(lǐng)域，其中標(biāo)準(zhǔn)定律不適用.

在這里，來自美國各地機(jī)構(gòu)的研究人員縱了一種名為 1T-TaS? 的層狀量子材料的溫度，使其能夠在兩個(gè)相反的電子相（絕緣和傳導(dǎo)）之間立即轉(zhuǎn)換。這種阻止或允許電流流動(dòng)的能力是晶體管如何進(jìn)入的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)芯片工作。

當(dāng)然，從物理實(shí)驗(yàn)室到消費(fèi)電子產(chǎn)品需要一段漫長(zhǎng)的旅程，但這項(xiàng)技術(shù)有可能改變時(shí)鐘速度我們小工具中的處理器 – 本質(zhì)上，它們的運(yùn)行速度。

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“每個(gè)使用過計(jì)算機(jī)的人都會(huì)遇到這樣一個(gè)時(shí)刻，他們希望某些東西加載得更快?！?a>說來自東北大學(xué)的物理學(xué)家 Gregory Fiete。

“沒有什么比光更快了，我們利用光以物理學(xué)允許的最快速度控制材料特性?！?/p>

每個(gè)電子設(shè)備都需要導(dǎo)電和絕緣材料，然后需要將它們鏈接在一起。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠開發(fā)出來，我們將擁有一種更小、更快的單一材料，它可以通過光來控制以在兩種狀態(tài)之間切換。

研究人員將他們的工藝稱為“熱淬火”。1T-TaS? 的材料具有以前顯示有望在導(dǎo)體和絕緣體之間切換，但這里的突破是在更實(shí)際的溫度下進(jìn)行，而不是低溫，并且一次可以持續(xù)數(shù)月而不是幾秒鐘。

這些改進(jìn)的關(guān)鍵是研究人員使用的加熱和冷卻方法，以及溫度變化的時(shí)間：足夠快才能有效，但又不能快到必要的量子態(tài)崩潰。

“最大的挑戰(zhàn)之一是，如何隨意控制材料特性？”說菲特。“我們的目標(biāo)是對(duì)材料特性的最高級(jí)別控制。我們希望它能非常快速地做一些事情，并有一個(gè)非常確定的結(jié)果，因?yàn)槟欠N東西可以在設(shè)備中被利用。

當(dāng)然，硅半導(dǎo)體元件幾十年來一直為我們服務(wù)，但現(xiàn)在我們做到了接近物理極限這些芯片可以提供什么。因此，制造商正在尋找替代選項(xiàng).

雖然這里與 1T-TaS? 一起使用的技術(shù)現(xiàn)在還遠(yuǎn)未準(zhǔn)備好塞進(jìn)我們的小工具中，但它們確實(shí)為不同類型的組件和不同的電子產(chǎn)品方法開辟了潛在的道路，這些方法可以在未來幾年提供嚴(yán)重的性能飛躍。

“我們正處于這樣一個(gè)階段，為了在信息存儲(chǔ)或作速度方面獲得驚人的增強(qiáng)，我們需要一種新的模式?！?a>說菲特。

"量子計(jì)算是解決這個(gè)問題的一條途徑，另一條是材料創(chuàng)新。這就是這項(xiàng)工作的真正意義所在。

該研究已發(fā)表在自然物理學(xué).

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