21.09.2017 г. Четверг, 6:08
Главная > Новости Патриотам РФ > Научные проекты > Российские ученые разработали сверхбыстрые накопители информации
Российские ученые разработали сверхбыстрые накопители информации

Российские ученые разработали сверхбыстрые накопители информации


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

Российские ученые разработали сверхбыстрые накопители информации

 

“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.

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.

Статья ученых опубликована в журнале Applied Physics Letters.

  tass.ru  Фото 3dnews.ru

Новости патриотам РФ

Группа физиков из Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ научилась на простом персональном компьютере проводить расчеты сложных уравнений квантовой механики, для которых на Западе используются мощные суперкомпьютеры. При этом персональный компьютер справляется с задачей быстрее.

Физики МГУ научились производить сложные расчеты уровня суперкомпьютеров на обычных персональных ПК

Группа физиков из Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ научилась на простом персональном компьютере проводить расчеты сложных уравнений ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Прикрепить изображение