未來計(jì)算機(jī)中的高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的前景
使用超導(dǎo)體構(gòu)建的計(jì)算機(jī)電路可具有優(yōu)于傳統(tǒng)電子器件的若干優(yōu)點(diǎn)。超導(dǎo)體中電阻的完全缺乏可以提供更高的功率效率,與這些材料相關(guān)的奇怪的量子物理學(xué) - 特別是電子穿過能壘的“量子隧道”的能力 - 為電路內(nèi)的邏輯運(yùn)算開辟了新的可能性。
現(xiàn)在,密歇根州立大學(xué)的Norman Birge和同事,包括阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)哈利法科技大學(xué)附屬研究員,已經(jīng)展示了一種控制超導(dǎo)設(shè)備(稱為約瑟夫森結(jié))內(nèi)電流的有前途的新方法。
在約瑟夫森結(jié)中,非常薄的非超導(dǎo)材料層充當(dāng)兩個(gè)超導(dǎo)體層之間的能量勢(shì)壘,并且電子可以穿過該勢(shì)壘進(jìn)行量子隧道,從而產(chǎn)生電流。Birge和同事們制作了一個(gè)新的多層約瑟夫森結(jié),三個(gè)鐵磁層作為能量障礙,排列成使它們的磁化方向相互垂直。
通過在一個(gè)稱為超導(dǎo)量子干涉裝置(SQUID)的結(jié)構(gòu)中安裝它們的結(jié),并使用液氦將系統(tǒng)冷卻到超導(dǎo)條件,研究人員能夠檢測(cè)到電流相位的變化。他們的測(cè)量證實(shí)了理論上的預(yù)測(cè),即相位將偏移0°或180°,這取決于磁化方向如何在不同層之間變化。
該SQUID設(shè)備的可切換和可測(cè)量性質(zhì)使其成為用于計(jì)算機(jī)邏輯的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者。“我們正在與Northrop Grumman公司的科學(xué)家合作,將這些類型的可控約瑟夫森結(jié)用作超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備,”Birge說。
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