"Квантовые" CPU уже на подходе

Физик Рон Янсен (Ron Jansen) из Университета Твенте в Нидерландах опубликовал в журнале Nature исследование, в котором выразил уверенность, что процессоры нового поколения будут оперировать не электрическим зарядом электронов, как нынешние CPU, а магнитными свойствами элементарных частиц.
Современные технологии производства вычислительных чипов практически достигла своего потолка, и дальнейший рост производительности практически невозможен. Равно, как и миниатюризация микропроцессоров и снижение их энергопотребления.
Янсен с коллегами показали, как использовать заряд электрона для обработки информации за счёт момента вращения его спина. Управляя направлением спинов электронов, можно кодировать информацию в привычную двоичную форму. Собственно, подобный принцип используют flash-накопители, но для применения этого способа в обработке данных необходимо, чтобы электроны с сонаправленными спинами могли массово перемещаться, тогда как в обычных металлах электрический ток быстро разрушает упорядоченность спинов. Сейчас учёные пытаются создать в полупроводниках ток электронов с сонаправленными спинами, который смог бы существовать время, достаточное для работы триггеров.
Рон Янсен сотоварищи уже сконструировали простое устройство, состоящее из пластины кремния и трёх электродоы из магнитного сплав железа и никеля, отделённых от кремния слоем оксида алюминия толщиной в 1 нм, выполняющего роль диэлектрика. По законам физики электроны не могут перемещаться в диэлектрике, но в данном случае авторам «помог» квантовый эффект туннелирования, с помощью которого электроны через слой тонкого диэлектрика «телепортируются» при приложении небольшого напряжения. Таким образом учёные перенесли часть электронов из металла в полупроводник, сохранив состояние спинов. Чтобы узнать состояние электронов, учёные применили ещё один магнитный электрод, помещённый между двумя первыми.
Как заявили учёные, для создания работающего на этих принципах CPU осталось найти способ изменить спин электронов, находящегося в полупроводнике. Сколько на это может уйти времени, они не уточнили. Будем надеяться, что «квантовые» процессоры не заставит себя ждать.


Рекомендуем почитать: