. Ученые из московского Физтеха и Московского университета создали новый тип сверхпроводящей памяти, которая работает в сотни раз быстрее, чем существующие сегодня типы запоминающих устройств, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.

«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», — заявил Александр Голубов из МФТИ имени Баумана в Долгопрудном.

Голубов и его коллеги предлагают делать элементарные ячейки памяти на основе квантовых эффектов в так называемых переходах Джозефсона — «сэндвичах» из двух кусочков сверхпроводника и диэлектрика, чье существования было предсказано в 1960-х годах британским физиком Брайаном Джозефсоном.

В зависимости от силы магнитного поля, окружающего такой «бутерброд», электроны могут «перепрыгивать» из одного слоя сверхпроводника в другой, проходя сквозь диэлектрик. Данный эффект ученые применяют для создания сверхчувствительных датчиков магнитного поля, а также экспериментальных вычислительных устройств и запоминающих устройств, в том числе и памяти для будущих квантовых компьютеров.

Как отмечает Голубов, традиционно для «записи» информации в ячейки памяти на базе переходов Джозефсона применяются магнитные поля. 

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» ячеек памяти — на плату нужно наносить дополнительные цепи для их подпитки при считывания или записи информации, а во-вторых, вектор намагниченности нельзя менять быстро, что ограничивает скорость записи.

Для переключения битов из «нуля» в «единицу» и обратно российские ученые предлагают использовать инъекционные токи, протекающие через один из слоев сверхпроводника. Таким образом, считывать состояния можно будет с помощью тока, который проходит через всю структуру. Подобные операции требуют в сотни раз меньше времени, чем измерение намагниченности или перемагничивание 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», — заключает Голубов.

LiteForex INT
ria.ru
15 Мар, 2016 в 14:19
125
0