Первый в мире односторонний сверхпроводник ускорит работу компьютеров в 400 раз

Группа исследователей из Делтфского технического университета создала и протестировала односторонний сверхпроводник с нулевым сопротивлением, который блокирует любой ток, идущий в противоположном направлении. Об этом сообщает interestingengineering.com со ссылкой на SciTech Daily. Ученые заявляют, что устройство сможет обеспечить значительную экономию энергии и одновременно повысить скорость работы компьютеров до 400 раз.

Доцент Мазхар Али, возглавляющий исследовательскую работу, в своей статье для Nature рассказал, как сверхпроводящие диоды могут повлиять на развитие области вычислений в целом. Он заявил, что сверхпроводники способны ускорить вычислительные процессы электронных устройств в сотни раз и в то же время сохранить энергию.

Ранее проблема заключалась в необходимости воздействия магнитных полей для предотвращения проводимости во всех направлениях, что делало сверхпроводники непрактичными для применения. Команда TU Delft представила альтернативный метод управления направлением тока в сверхпроводнике без магнитов. Ученые использовали новый квантовый материал, разработанный их коллегами из Университета Джона Хопкинса, под названием Nb 3 Br 8. Подобно графену, этот материал имеет атомарную толщину. Команда соединила два сверхпроводника при помощи слоя из Nb 3 Br 8. В итоге получился "сэндвич" толщиной всего в несколько атомных слоев, из которого изготовили джозефсоновский диод.

"Квантовые вычисления основаны на эффекте Джозефсона (когда сверхпроводящий ток протекает через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника, — ред.). Технологии, которые раньше были возможны только с использованием полупроводников, теперь смогут быть переориентированы на сверхпроводники с использованием Nb 3 Br 8 в качестве строительного блока. Это ускорит вычисления в 300-400 раз, по сравнению с современными компьютерами. Это повлияет на все виды социальных и технологических приложений. Если 20 век был веком полупроводников, 21 может стать веком сверхпроводников", — говорит Али.

Ученые построили множество различных устройств для проверки сверхпроводника JJ и каждый раз обнаруживали, что он обеспечивает сильный односторонний ток без использования магнитного поля.

Тем не менее, исследователям необходимо преодолеть одно препятствие — сверхнизкую температуру (-196 °C). Если команда TU Delft сможет выяснить, как запустить сверхпроводник при комнатной температуре, что, по словам Али, возможно, так как существуют высокотемпературные сверхпроводники, — тогда они приблизятся к следующему шагу — масштабированию технологии для массового производства.

Исследователи TU Delft считают, что их сверхпроводник можно будет интегрировать в системы суперкомпьютеров и ЦОД.

"Существующая инфраструктура может быть адаптирована без особых затрат для работы с электроникой на основе джозефсоновских диодов", — сказал Али.