期刊導航
Quantum Breakthrough 可以讓您的設備速度提高 1000 倍
您因智能手機或筆記本電腦運行緩慢而感到沮喪的日子可能即將結束：科學家們發現了一種控制電子狀態的新技術量子材料這最終可能會使我們的小工具快 1,000 倍。
量子材料是那些表現出受量子力學控制的奇怪行為和屬性的。它們讓我們得以一窺物理學的一個獨立領域，其中標準定律不適用.
在這里，來自美國各地機構的研究人員縱了一種名為 1T-TaS? 的層狀量子材料的溫度，使其能夠在兩個相反的電子相（絕緣和傳導）之間立即轉換。這種阻止或允許電流流動的能力是晶體管如何進入的關鍵計算機芯片工作。
當然，從物理實驗室到消費電子產品需要一段漫長的旅程，但這項技術有可能改變時鐘速度我們小工具中的處理器 – 本質上，它們的運行速度。
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“每個使用過計算機的人都會遇到這樣一個時刻，他們希望某些東西加載得更快。”說來自東北大學的物理學家 Gregory Fiete。
“沒有什么比光更快了，我們利用光以物理學允許的最快速度控制材料特性。”
每個電子設備都需要導電和絕緣材料，然后需要將它們鏈接在一起。如果這項技術能夠開發出來，我們將擁有一種更小、更快的單一材料，它可以通過光來控制以在兩種狀態之間切換。
研究人員將他們的工藝稱為“熱淬火”。1T-TaS? 的材料具有以前顯示有望在導體和絕緣體之間切換，但這里的突破是在更實際的溫度下進行，而不是低溫，并且一次可以持續數月而不是幾秒鐘。
這些改進的關鍵是研究人員使用的加熱和冷卻方法，以及溫度變化的時間：足夠快才能有效，但又不能快到必要的量子態崩潰。
“最大的挑戰之一是，如何隨意控制材料特性？”說菲特。“我們的目標是對材料特性的最高級別控制。我們希望它能非常快速地做一些事情，并有一個非常確定的結果，因為那種東西可以在設備中被利用。
當然，硅半導體元件幾十年來一直為我們服務，但現在我們做到了接近物理極限這些芯片可以提供什么。因此，制造商正在尋找替代選項.
雖然這里與 1T-TaS? 一起使用的技術現在還遠未準備好塞進我們的小工具中，但它們確實為不同類型的組件和不同的電子產品方法開辟了潛在的道路，這些方法可以在未來幾年提供嚴重的性能飛躍。
“我們正處于這樣一個階段，為了在信息存儲或作速度方面獲得驚人的增強，我們需要一種新的模式。”說菲特。
"量子計算是解決這個問題的一條途徑，另一條是材料創新。這就是這項工作的真正意義所在。
該研究已發表在自然物理學.
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