За пределами 1 и 0: ученые создали многозначный логический транзистор | ВесьТоп создание и продвижение сайтов

Поддержка сайта

Высокие позиции в поисковой системе, на прямую зависят от развития вашего сайта.

Продвижение сайтов

Эффективность стратегий продвижения подтверждается сотрудничеством с крупными клиентами и отзывами о нашей работе.

Создание сайтов

Мы делаем сайты быстро, недорого и профессионально. От работы с нами, у вас останутся только положительные эмоции.

За пределами 1 и 0: ученые создали многозначный логический транзистор

За пределами 1 и 0: ученые создали многозначный логический транзистор

Компьютеры и различные электронные устройства за последнее десятилетие или два стали намного быстрее и заметно меньше, поскольку производители микросхем смогли уменьшить размер отдельных транзисторов, миниатюрных переключателей, которые обрабатывают и обмениваются цифровой информацией.

Гонка за уменьшение размеров транзисторов сделала возможным использование большего количества транзисторов в кремниевых микросхемах. Но эта гонка почти закончена: ученые стремительно приближаются к физически возможному минимуму для размера кремниевого транзистора. При физическом размере 10 нм толщина транзистора уже порядка 30-40 атомов. Очередное уменьшение размеров транзисторов может привести к резкому увеличению токов утечки и проявлению туннельного эффекта — электрон проходит через вещество без взаимодействия и в этих условиях эффект транзистора исчезает.

За пределами 1 и 0: ученые создали многозначный логический транзистор

«Кремниевый процессор в современной электронике состоит из сотен миллионов и даже миллиардов транзисторов», — сказал доктор Кенджо Чо, профессор Техасского университета в Далласе. «Но мы быстро приближаемся к минимально возможному масштабу».

Доктор Кёнджэ Чо — профессор материаловедения и инженерии Техасского университета.

Ищутся новые альтернативные технологии для дальнейшего повышения производительности микросхем. Исследование профессора Чо предлагает интересную технологию, которая делает транзистор быстрее, не уменьшая его производительность.

С физической, электрической и электронной точек зрения обычный транзистор — это просто переключатель, который можно включить или выключить, обозначенный цифрами 1 и 0 в двоичной системе счисления. Один из способов повысить производительность ЦП без добавления дополнительных логических элементов — это увеличить объем информации, обрабатываемой каждым транзистором, путем введения дополнительных логических состояний от единицы до нуля. Транзистор с многозначной логикой, основанный на этом принципе (может потребоваться новый термин), позволит обрабатывать гораздо больше информации по сравнению с обычным двоичным транзистором.

«Идея создания транзисторов с многозначной логикой вовсе не нова. Было сделано много попыток создать еще три бытовых транзистора », — сказал профессор Чо. «Но пока успехов в этом направлении не было».

Команда профессора Чо из Техасского университета создала новую фундаментальную физику многозначного транзистора на основе оксида цинка. Их коллеги из Южной Кореи смогли создать прототип инновационного транзистора и измерить его технические характеристики. Полупроводниковое устройство Cho добавляет дополнительные стабильные промежуточные состояния между 0 и 1, тем самым увеличивая количество логических значений транзистора. Изготовленные в Южной Корее прототипы инновационных транзисторов имеют одно или два дополнительных логических значения, поэтому эти транзисторы могут работать с 3-битной или 4-битной информацией.

Стандартный обычный компьютер использует точные значения 1 и 0 для выполнения всех вычислений. С другой стороны, основной единицей информации в квантовом компьютере является квантовый бит или кубит, который теоретически может иметь бесконечно много значений от 1 до 0.

Обычный бит может вычислять или записывать либо 1, либо 0. Но кубит может принимать значения от единицы до нуля.

Устройства, основанные на многобитной логике, будут намного быстрее обычных компьютеров, потому что они не работают только с 1 и 0. Конечно, квантовые устройства будут быстрее, потому что кубиты обрабатывают гораздо больше информации », — добавляет Чо.

«Транзисторы — достаточно зрелая технология, а квантовые компьютеры еще далеки от коммерциализации», — продолжил профессор Чо. «Между ними огромная пропасть. Но как перейти от обычного компьютера к квантовому? Нам нужен какой-то эволюционный путь — технология, которая стоит между бинарными и бесконечными степенями свободы. Наша научная работа основана на транзисторных технологиях, используемых в существующих устройствах. Это не так революционно, как квантовые компьютеры, но заполняет пробел между двумя технологиями.

На изображении слева показаны две основные формы оксида цинка, объединенные в общий нанослой, образующий транзистор нового типа. Кристаллы оксида цинка (внутри красных овалов) интегрированы в аморфный оксид цинка. Изображение справа — компьютерная модель структуры, показывающая распределение электронной плотности.

Профессор Чо и его коллеги разработали новую технологию, в которой используется совершенно новая конфигурация двух основных форм оксида цинка, которые соединяются вместе, образуя композитный нанослой, который объединяется со слоями других веществ, образуя сверхрешетку. Чтобы построить многозначную логику, кристаллы оксида цинка интегрируются в аморфный цинк, образуя квантовые точки. Атомы аморфного твердого тела расположены не так точно, как в кристаллических твердых телах.

«Когда мы создавали этот материал, мы обнаружили, что можем создать новую электронную структуру, которая может обеспечивать многобитовое логическое поведение», — сказал Чо при подаче заявки на патент. «Оксид цинка — хорошо известное вещество, которое может образовывать как кристаллические, так и аморфные твердые вещества. Вот почему оксид цинка был очевидным, но, возможно, не лучшим выбором с самого начала. Нашим следующим шагом будет изучение универсальности этого поведения для других веществ, чтобы мы могли оптимизировать технологию. И в ближайшем будущем я хотел бы посмотреть, сможем ли мы подключить эту технологию к квантовым устройствам ».

Читайте так же:
Not found

Нам доверяют

Интернет магазин