Bearbejdningskraft ud over Moores lov

I 1965, forretningsmand og datalog Gordon Moore observerede, at antallet af transistorer i et tæt integreret kredsløb fordobles cirka hvert andet år, hvilket betyder en fordobling af computerens processorkraft. Forudsigelsen var så nøjagtig, at dette fænomen blev døbt "Moores lov".

For at holde Moores lov i gang, producenter skal fortsætte med at krympe transistorer. Finansieret af EU-programmet Future and Emerging Technology (FET), TOLOP-projektet søgte at innovere computerbehandling på denne måde ved at bruge elektroniske enheder med en enkelt elektron, gør det muligt at reducere antallet af komponenter i en processor.

Udfordringen var at studere, hvordan enkelt-elektron transistorer kunne masseproduceres, integreret i konventionelle kredsløb og se, om de kunne fungere pålideligt. TOLOP arbejdede på enkelt-elektron og enkelt-atom transistorer, hvilke designs er ikke så forskellige fra dem, der bruges i nutidens mikroprocessorer.

"Det store fremskridt, som TOLOP har demonstreret, er, at enkelt-elektronenheder kan bygges på industrielt niveau, " siger M. Fernando Gonzalez-Zalba, på Hitachi Cambridge Laboratory, University of Cambridge, Storbritannien.

Forskningen viste, at de nye enkeltelektronenheder kan masseproduceres og udføre yderligere funktionaliteter end de nuværende avancerede transistorer. Ulempen er, at det kun kan gøres under stuetemperatur, fordi ved højere temperaturer, enkeltelektroneffekterne bliver for svage til at blive brugt i applikationer.

Imidlertid, mens teknologien fremhævede de naturlige begrænsninger ved konventionel transistorminiaturisering, et uventet resultat var anvendeligheden af ​​deres enkeltelektronenheder til kvanteberegningstest, hvor de binære love, der er fælles for regulære transistorer, ikke gælder. Dette skyldes, at de formåede at betjene transistorerne som kvantebits, eller 'qubits, "som ligger i hjertet af kvantecomputerkraft.

Fundet er nu blevet det nye fokus for TOLOP-forskerholdet, som for nylig har fået tildelt ekstra midler til at fortsætte deres arbejde. "Vi ønsker at vise, at den samme teknologi, som bruges til vores computere, kan bruges til kvanteberegning, " forklarer M. Fernando Gonzalez-Zalba.

De skabte qubits er stort set baseret på nuværende transistormodeller, hvis disse nye enheder derfor kunne fremstilles ved hjælp af de samme nanofremstillingsmetoder til konventionelle transistorer, produktionsomkostningerne ville blive væsentligt reduceret, bringer kvantecomputere et skridt tættere på markedet.

Der er et stykke vej endnu, men den fremtidige masseproduktion af kvantecomputere er måske bare rykket lidt tættere på nutiden. I forsøget på at holde trit med Moores lov kan det være, at TOLOP-projektet har bragt os et skridt ud over det.