Версия для слабовидящих
Российские физики нашли способ ускорить сверхпроводящую память в сотни раз Печать Email
Новости науки
18.03.2016

Группа учёных из лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ и МГУ предложила новый тип ячеек памяти на основе сверхпроводников. Такая память может работать в сотни раз быстрее, чем распространенные сегодня типы запоминающих устройств.

"Предложенная нами схема работы ячейки памяти не требует затрат времени на процессы намагничивания и размагничивания. Благодаря этому операции чтения и записи занимают лишь сотни пикосекунд, в зависимости от материалов и геометрии конкретной системы, в то время как традиционные схемы требуют в сотни и даже тысячи раз больше времени", — рассказывает ведущий автор исследования, руководитель лаборатории МФТИ Александр Голубов.

Он и его коллеги предлагают делать элементарные ячейки памяти на основе квантовых эффектов в "сэндвичах" сверхпроводник-диэлектрик (или другой материал) — сверхпроводник. Электроны в таких "сэндвичах" (их называют "контактами Джозефсона") могут туннелировать из одного слоя сверхпроводника в другой, проходя сквозь диэлектрик, как мячики пролетают сквозь дырявую стену.

Сегодня контакты Джозефсона используются и в квантовых устройствах, и в классических. Например, на базе сверхпроводящих кубитов построено квантовое устройство D-wave, способное находить минимумы сложных функции с помощью алгоритма квантового отжига.

Как отмечают российские исследователи, сегодня наибольший практический интерес представляют джозефсоновские контакты с использованием ферромагнетиков — в середине "сэндвича". В элементах памяти на их основе информация кодируется в виде направления вектора магнитного поля в ферромагнетике.

Но у таких схем есть два недостатка. Во-первых, невысокая плотность упаковки элементов памяти — на плату нужно наносить дополнительные цепи для подпитки ячеек при считывании или записи информации. Во-вторых, вектор намагниченности нельзя менять быстро, что ограничивает скорость записи.

В чём же состоит отличие предложенной схемы? Российские физики хотят кодировать данные в джозефсоновских ячейках в величине тока сверхпроводимости. Учёные обнаружили, что при определенных продольных и поперечных размерах слоёв система может иметь два минимума энергии, а значит, находиться в одном из двух различных состояний. Эти два минимума можно использовать для записи данных — нулей и единиц.

Для переключения системы из "нуля" в "единицу" и обратно учёные предлагают использовать инъекционные токи, протекающие через один из слоёв сверхпроводника. Считывать же состояние предлагается с помощью тока, который проходит через всю структуру. Эти операции требуют в сотни раз меньше времени, чем измерение намагниченности или перемагничивание ферромагнетика.

"Кроме того, для нашей схемы требуется только один слой ферромагнетика, что позволяет адаптировать её к так называемым одноквантовым логическим схемам, а значит, в создании абсолютно новой архитектуры процессора нет нужды. Компьютер, основанный на одноквантовой логике, может иметь тактовую частоту в сотни гигагерц, при том что его энергопотребление ниже в десятки раз", — отмечает Голубов.

Результаты исследования учёных МФТИ и МГУ были опубликованы в научном журнале Applied Physics Letters.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2732090

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта