Полупроводниковый спинтронный логический элемент: на пути к квантовым компьютерам

1174

Мечта теоретиков и экспериментаторов — квантовый компьютер, возможно, не так уж и далека от воплощения в реальность. Как сообщают исследователи из Университета штата Юта, им удалось создать органический спинтронный ключ – устройство, меняющее свою проводимость в зависимости от того, как происходит взаимодействие магнитного поля с спиновыми магнитными моментами электронов.

Спиновые взимодействия, давно и, в общем-то, хорошо известные, в последнее время все чаще становятся объектом исследований, что объясняется желанием создать в перспективе квантовую вычислительную машину, обладающую такими характерными для суперкомпьютера свойствами, как высокая скорость вычислений и возможность работы, с большими объмемами данных благодаря такому специфическому квантовому свойству, как возможность параллельного хранения и обработки информации. Для удобства, экспериментаторы предпочитают работать с двухуровневыми квантовыми системами: электронами (фермионами, обладающими двумя возможными проекциями спина на ось) и фотонами, обладающими дискретным набором направления поляризации.

Спинтронные ключи, которые являются промежуточным этапом на пути к квантовым вычислениям, обычно состоят из тонкого слоя металла или диэлектрика между двумя электродами из ферромагнитного материала. Поскольку направление магнитного момента электронов электрода может изменяться под воздействием внешнего магнитного поля, проводимость (величина, обратная электрическому сопротивлению) ключа радикально изменяется в зависимости от ориентации спинов. Этот эффект, известный также под названием магниторезистивность, уже используется для создания магниторезистивных ячеек памяти и, как предлагается некоторыми, может быть использован для создания вычислительных элементов будущего.





До сих пор, однако, спиновые эффекты еще не удавалось толком реализовать в полупроводниках. Исследователи из Юты создали спинтронный ключ из тонкого (тощина – 100 нм) слоя органического полупроводника, состоящего из алюминия и гидроксинолина (hydroxyquinoline). Электроды, между которыми располагался органический полупроводник, были изготовлены из кобальта и сплава лантана, стронция и магния.

В эксперименте ученым удалось добиться 40% изменения величины тока, проходящего через ключ, в зависимости от совместного направления векторов намагниченности двух электронов – ток увеличивается в том случае, если анти-параллельные вектора намагниченности становятся параллельными. Поскольку в микроскопическом устройстве такого рода проявляются квантовые спиновые свойства, можно рассчитывать, что при соответствующем уровне масштабирования (то есть, через 15-20 лет), на базе такой ячейки создадут интегральный квантовый чип. Пока, правда, есть одно существенное ограничение – устройство работает лишь при температурах от –260 до —40 градусов по Цельсию, но ученые не теряют надежды.

1 марта 2004

10:31

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Видеокарты Radeon RX Vega 56 в исполнении Asus практически не отличаются от моделей Vega 64: Asus уже представила карты Radeon RX Vega 56

Лишь 18% потенциальных покупателей iPhone 8 согласны заплатить более $1000 за новинку: Аналитики отмечают, что провал Galaxy Note7 не отразился на репутации компании14

Фото дня: смартфон Samsung Galaxy Note8 бок о бок с макетом Apple iPhone 8: Анонс Apple iPhone 8 ожидается осенью8

Радиатор Thermaltake Pacific RL360 Plus RGB для систем жидкостного охлаждения украшен полноцветной подсветкой: Цену изделия источник не называет

Samsung не планирует отказываться от линейки Galaxy Note, рассчитывая продать более 11 млн смартфонов Galaxy Note8: Продажи Galaxy Note 5 составили 11 млн копий

Смартфон iPhone 8 получит 3 ГБ ОЗУ и 64, 256 или 512 ГБ флэш-памяти : Флэш-память объемом 64 и 256 ГБ будет поставляться компаниями Sandisk и Toshiba12

По оценке IC Insights, в этом году капитальные вложения в полупроводниковое производство вырастут не меньше, чем на 20%: Лидером отрасли по капвложениям является Samsung1

Samsung подтвердила факт разработки конкурента Apple HomePod и Amazon Echo: «Возможно, мы анонсируем колонку в ближайшее время, — отметил Донджин Кох. — Я уже принимаю участие в ее разработке»7

Анонс смартфона Google Pixel 2, оснащенного SoC Snapdragon 836, запланирован на 5 октября: Snapdragon 836 будет отличаться от Snapdragon 835 повышенной частотой работы ядер5

Массив AccelStor NeoSapphire H710 включает 48 твердотельных накопителей: К областям применения NeoSapphire H710 производитель относит облачные и суперкомпьютерные вычисления4

Поставки смартфонов Xiaomi в третьем квартале 2017 могут достигнуть 30 млн единиц: Активный выпуск новых моделей смартфонов позволит Xiaomi в третьем квартале отгрузить от 25 до 30 млн мобильных устройств

Система воздушного охлаждения Arctic Freezer 33 Penta оценена производителем в 46 евро: Через основание Freezer 33 Penta проходят четыре медные тепловые трубки

Поставки настольных ПК HP за год сократились на 3%: Компания HP опубликовала отчет за третий квартал 2017 финансового года

Представлен смартфон YotaPhone 3 стоимостью 21 500 руб.: Объем оперативной памяти составляет 4 ГБ, флэш-памяти может быть 64 или 128 ГБ11

Мобильные операторы сообщают, что анонс iPhone 8 состоится 12 сентября: Apple должна подтвердить дату проведения пресс-конференции в ближайшие дни11

Смартфон Lamborghini Alpha-One оценен в $2450 : Lamborghini Alpha-One оснащен усилителем и ЦАП, а также двумя громкоговорителями и поддержкой Dolby Atmos6

Представлена камера Nikon D850: Рекомендованная производителем цена новинки примерно равна $330025

Опубликовано изображение, на котором сравниваются Xiaomi Mi Mix, Xiaomi Mi Mix 2 и Samsung Galaxy S8: Анонс Xiaomi Mi Mix 2 может состояться в сентябре3

Беспроводная гарнитура Meizu EP52 оценена в $45: Гарнитура защищена от попадания влаги в соответствии с требованиями класса IPX5

Надписи на клавишах клавиатуры Cherry MX Board 5.0 выполнены эксклюзивным шрифтом: Цена новинки — 159 евро6

Предыдущие владельцы Galaxy Note7 могут сэкономить при покупке Note8 до $425: Акция ограничена онлайновым магазином Samsung в США20

Описание умного браслета Samsung Gear Fit2 Pro замечено на сайте производителя: О цене официальной информации пока нет

1318

iXBT TV

  • Обзор изогнутого монитора Samsung C24FG70FQI с поддержкой AMD FreeSync и частоты 144 Гц

  • Электро-Maybach, топовая Nokia и действительно оригинальный смартфон

  • Обзор видеоускорителя AMD Radeon RX Vega 64

  • Обзор легкой, компактной и дешевой мясорубки Kitfort KT-2101 Carnivora

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-T20

  • Обзор кинотеатрального DLP-проектора BenQ W11000 с эмуляцией разрешения 4К

  • AMD Ryzen Threadripper 1920Х и 1950X — тестирование 12-ядерного и 16-ядерного процессоров

  • Обзор мини-ПК ECS Liva Z на базе процессора Apollo Lake

  • Самый лучший процессор, неудачи Microsoft, гибкие наушники Samsung

  • Обзор цветного МФУ Xerox VersaLink C405 для малых и средних офисов

  • Обзор умного чайника Redmond SkyKettle RK-G200S с подсветкой и нагревом воды до нужной температуры

  • Конфигурируем мини-ПК: изучаем влияние памяти и накопителя на быстродействие системы

1212

Календарь

март
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать