Пятница, 3.02.2023
  • О проекте
No Result
View All Result
RefNews
  • В мире
  • В России
  • Наука
  • Церковь
  • Культура
  • Мнения
  • В мире
  • В России
  • Наука
  • Церковь
  • Культура
  • Мнения
RefNews
No Result
View All Result

Ученые из МФТИ и МГУ ускорили сверхпроводящую память в сотни раз

by Редактор
15.03.2016
in Наука, Новости
1 min read
Ученые из МФТИ и МГУ ускорили сверхпроводящую память в сотни раз

Группа ученых из лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ и МГУ разработала принципиально новый тип ячеек памяти на основе сверхпроводников — такая память может работать в сотни раз быстрее, чем распространенные сегодня типы запоминающих устройств, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.

«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», — говорит ведущий автор исследования Александр Голубов, руководитель лаборатории квантовых топологических явлений в сверхпроводниках МФТИ.

Исследователи предлагают делать элементарные ячейки памяти на основе квантовых эффектов в «сэндвичах» сверхпроводник-диэлектрик (или другой материал)-сверхпроводник, предсказанных в 1960-е годы британским физиком Брайаном Джозефсоном. 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 как в квантовых устройствах, так и в классических. Например, на базе сверхпроводящих кубитов построено квантовое устройство D-wave, способное находить минимумы сложных функций с помощью алгоритма квантового отжига. Также существуют сверхбыстрые аналогово-цифровые преобразователи, детекторы последовательных событий и другие устройства, не требующие быстрого доступа к большим объемам памяти. Были попытки использовать эффект Джозефсона и для создания обычных процессоров. В конце 1980-х в Японии создали такой экспериментальный процессор. В 2014 исследовательское агентство IAPRA возобновило попытки создать прототип сверхпроводникового компьютера.

На сегодня наибольший практический интерес представляют джозефсоновские контакты с использованием ферромагнетиков в качестве середины «сэндвича». В элементах памяти на их основе информация кодируется в направлении вектора магнитного поля в ферромагнетике. Но у таких схем есть два принципиальных недостатка: во-первых, невысокая плотность «упаковки» элементов памяти — на плату нужно наносить дополнительные цепи для подпитки ячеек при считывании или записи информации, а во-вторых, вектор намагниченности нельзя менять быстро, что ограничивает скорость записи.

Группа физиков из МФТИ и МГУ предложила кодировать данные в джозефсоновских ячейках в величине тока сверхпроводимости. Изучая контакты сверхпроводник-нормальный металл/ферромагнетик-сверхпроводник-барьер-сверхпроводник, ученые обнаружили, что при определенных продольных и поперечных размерах слоев 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 ученые предлагают использовать инъекционные токи, протекающие через один из слоев сверхпроводника. Считывать же состояние предлагается с помощью тока, который проходит через всю структуру. Эти операции требуют в сотни раз меньше времени, чем измерения намагниченности или перемагничивания ферромагнетика.

«Кроме того, для нашей схемы требуется только один слой ферромагнетика, что позволяет адаптировать ее 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», — отметил Голубов.

Источник: Applied Physics Letters

Tags: Наука
Previous Post

Количество случаев эвтаназии в Швейцарии возросло на 34% за 2015 год

Next Post

Население Японии продолжает уменьшаться, свидетельствует перепись

Related Posts

Фасад Центра им. Чумакова

Отечественные ученые внесли важнейший вклад в победу в XX веке над эпидемией полиомиелита

17.01.2023

В конце февраля 2023 года будет отмечаться 73 года с того дня, как прототип первой в мире вакцины против вируса...

Российские археологи в 2022 году нашли золотую печать известного новогородского боярина Панфильева

Российские археологи в 2022 году нашли золотую печать известного новогородского боярина Панфильева

01.01.2023

Во время раскопок на Софийской стороне Великого Новгорода археологи нашли уникальную золотую прикладную печать, принадлежащую «Панфильеву». На одной ее стороне...

Избраны руководители Евразийской Федерации инженеров-строителей

Избраны руководители Евразийской Федерации инженеров-строителей

28.12.2022

Председателем совета директоров Евразийской Федерации инженеров-строителей (ЕФИС) стал генеральный директор Казахского научно-исследовательского и проектного института строительства и архитектуры (КазНИИСА) Бегман...

Отечественные иммунобиологи готовы делиться опытом с коллегами их других стран

Отечественные иммунобиологи готовы делиться опытом с коллегами их других стран

15.12.2022

Отечественная иммунобиологическая наука является одной из самых авторитетных в мире, российские ученые готовы делиться своим опытом и знаниями с коллегами...

Ученые нашли на Марсе следы колоссального цунами после удара астероида

Ученые нашли на Марсе следы колоссального цунами после удара астероида

02.12.2022

Планетологи обнаружили на поверхности марсианской равнины Хриса ранее неизвестный кратер. Он образовался примерно 3,4 млрд лет назад и породил мощнейшую...

Евразийская Федерация инженеров-строителей начала свою работу в странах ЕАЭС

Евразийская Федерация инженеров-строителей начала свою работу в странах ЕАЭС

02.12.2022

МОСКВА, 2 декабря. RefNews.  Евразийская Федерация инженеров-строителей (ЕФИС) была официально зарегистрирована 11 ноября 2022 года и начала свою работу на...

Load More
Next Post
Население Японии продолжает уменьшаться, свидетельствует перепись

Население Японии продолжает уменьшаться, свидетельствует перепись

Астрономы назвали магнитное поле ключевым фактором возникновения жизни

Астрономы назвали магнитное поле ключевым фактором возникновения жизни

Top Stories

Фасад Центра им. Чумакова

Отечественные ученые внесли важнейший вклад в победу в XX веке над эпидемией полиомиелита

17.01.2023
Российские археологи в 2022 году нашли золотую печать известного новогородского боярина Панфильева

Российские археологи в 2022 году нашли золотую печать известного новогородского боярина Панфильева

01.01.2023
Избраны руководители Евразийской Федерации инженеров-строителей

Избраны руководители Евразийской Федерации инженеров-строителей

28.12.2022
мх

©️ Ref news, сетевое издание Ref news (перевод названия на государственный язык Российской Федерации: Реф ньюс)
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Cвидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 — 66760, от 22.08.2016
Адрес редакции: 155516, г. Москва, ул. Прохладная, д. 18. Телефон: +74953459440, e-mail russunion@mail.ru. Главный редактор — К.В. Бендас.

No Result
View All Result
  • В мире
  • В России
  • Наука
  • Церковь
  • Культура
  • Мнения

© 2019