В МТИ предложили простую в производстве конструкцию сверхпроводящих процессоров
В МТИ предложили простую в производстве конструкцию сверхпроводящих процессоров

Процессор с полусумматором на основе нанокриотрона. Источник: Adam McCaughan / MIT


17:32 22.10.2014 |    1132 прочтения



Чипы со схемами, имеющими нулевое сопротивление, были бы в 50-100 раз более энергоэффективными, чем нынешние чипы.

Процессоры со сверхпроводящими цепями — схемами, имеющими нулевое сопротивление, — были бы в 50-100 раз более энергоэффективными, чем нынешние чипы. Они также сулят колоссальную вычислительную мощность: рабочая частота сверхпроводящих схем на контактах Джозефсона достигает 770 ГГц, — в 500 раз больше, чем у процессора iPhone 6.

Но сверхпроводящие процессоры на контактах Джозефсона громоздки и трудны в изготовлении, кроме того, в них используются настолько слабые токи, что результаты вычислений, проведенных на таких чипах, трудно распознать. Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую конструкцию, обещающую сильно удешевить изготовление несложных сверхпроводящих устройств. И хотя быстродействие таких чипов будет не больше, чем у обычных, они позволяют решить проблему считывания результатов.

Свое устройство специалисты МТИ назвали нанокриотроном или nTron. Его эффективность была проверена в детекторе одиночных фотонов и в составе полусумматора. В качестве рабочего материала в нанокриотроне используется нитрид ниобия, становящийся сверхпроводником при относительно низкой температуре в 16ºK, которой можно достичь с помощью жидкого гелия. Система охлаждения на жидком гелии увеличит энергозатраты чипа, но учитывая что ему самому нужно примерно на два порядка меньше электрической мощности, чем обычному, экономия все еще может быть колоссальной.

Эксперименты показали, что токов даже меньших, чем используются в устройствах на контактах Джозефсона, достаточно, чтобы переключить nTron из проводящего в непроводящее состояние. При этом ток, проходящий через перекладину этого Т-образного элемента, может быть достаточно большим, чтобы передать информацию другим компонентам материнской платы, сообщают ученые. К тому же наноразмерный NTron на порядки компактнее, чем устройства на контактах Джозефсона, и, подобно обычным транзисторам, имеет три вывода.


Теги: МТИ