ПРИШЛИТЕ СВОЮ НОВОСТЬ!
Лента новостей
Выбрать категорию:
04 декабря
03 декабря
02 декабря
01 декабря
30 ноября
29 ноября
28 ноября
27 ноября
26 ноября
25 ноября
24 ноября
23 ноября
22 ноября
21 ноября
20 ноября
19 ноября
18 ноября
17 ноября
15:56
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДОБРА
16 ноября
15 ноября
14 ноября
13 ноября
12 ноября
ГОЛОСОВАНИЕ
Нужна ли астрономия в качестве школьного предмета?

Москва: Российские ученые ускорили сверхпроводящую память в сотни раз

16 марта, 09:47

Группа ученых из МФТИ и МГУ разработала новый тип ячеек памяти на основе сверхпроводников. Они могут работать в сотни раз быстрее, чем распространенные сегодня типы запоминающих устройств, сообщает пресс-служба МФТИ.

"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", - приводит пресс-служба слова ведущего автора исследования, руководителя лаборатории квантовых топологических явлений в сверхпроводниках МФТИ Александра Голубова.

Как работает сверхпроводящая память

Российские ученые предлагают делать элементарные ячейки памяти на основе квантовых эффектов в "сэндвичах" сверхпроводник-диэлектрик (или другой материал)-сверхпроводник. Электроны в таких "сэндвичах" (их называют "контактами Джозефсона") могут туннелировать из одного слоя сверхпроводника в другой, проходя сквозь непроводящий диэлектрик, как мячики пролетают сквозь дырявую стену.

Сегодня контакты Джозефсона используются как в квантовых устройствах, так и в классических. Например, на базе сверхпроводящих кубитов построен квантовый компьютер D-wave. Сейчас 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 еще нужно наносить дополнительные цепи для подпитки ячеек), а во-вторых, ограниченная скорость записи (вектор намагниченность нельзя менять быстро).

Чем отличается новая схема сверхпроводящей памяти

Российские же физики предложили кодировать данные в джозефсоновских ячейках не в намагниченности, а в величине тока сверхпроводимости. Изучая свою систему, ученые обнаружили, что при определенных размерах "сэндвича" она 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 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.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 15-12-300 и мегагрантом правительства Российской Федерации для поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых № 14Y26.31.0007.

Статья ученых опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Источник: ТАСС