Keeawayt
- Tutkijat sanovat, että läpimurto valon käytössä tiedon lähettämisessä voi johtaa erittäin alhaiseen virrankulutukseen.
- Tutkijat käyttivät uudenlaista puolijohdetta luodakseen kvanttipisteitä munalaatikon tapaan.
- Uusi tutkimus on joukko uusia teknologioita, jotka voivat mahdollistaa erittäin vähän virtaa kuluttavien laitteiden valmistuksen.
Äskettäinen läpimurto tiedon lähettämisessä valolla voi johtaa erittäin alhaiseen virrankulutukseen.
Tutkijat osoittivat, kuinka he voisivat käyttää kvanttiefektiä, joka tunnetaan nimellä epälineaarisuus, modifioida ja havaita heikkoja valosignaaleja. Kehitystä voitaisiin lopulta käyttää henkilökohtaisessa elektroniikkalaitteissa. Mutta älä odota näkeväsi kvanttivempaimen Best Buyssa lähiaikoina.
"Tässä artikkelissa kuvattu lähestymistapa on merkityksellinen ja jännittävä, mutta se näyttää olevan kaukana käyttöönotosta, " Scott Hanson, Ambiqin perustaja ja teknologiajohtaja, pienitehoisiin laitteisiin erikoistunut yritys, sanoi sähköpostihaastattelussa.
"Nykypäivän uusimmissa laitteissa käytetyt sirut perustuvat suunnilleen samoihin piipohjaisiin "kytkimiin", jotka ovat olleet olemassa vuosikymmeniä. Pienetkin muutokset näiden sirujen valmistustapaan vievät useita vuosia ottaa käyttöön."
Kvanttiefektit johtavat löytöihin
Tutkijat käyttivät uudenlaista puolijohdetta luodakseen kvanttipisteitä munalaatikon tapaan. Ryhmä valmisti tämän munapakkauksen energiamaiseman kahdella puolijohdehiutaleella, joita pidetään kaksiulotteisina materiaaleina, koska ne on valmistettu yhdestä molekyylikerroksesta, vain muutaman atomin paksuisesta.
Kaksiulotteisilla puolijohteilla on kvanttiominaisuudet, jotka eroavat suuresti suuremmista paloista, ja niitä voidaan käyttää pienitehoisissa laitteissa.
Jotta tämä olisi kestävää, meidän on löydettävä tapa säästää akun käyttöikää – mikä tarkoittaa elektroniikan käyttöä pienemmällä teholla.
"Tutkijat ovat pohtineet, voidaanko havaittavia epälineaarisia vaikutuksia ylläpitää äärimmäisen pienillä tehotasoilla yksittäisiin fotoniin asti. Tämä vie meidät tiedonkäsittelyn virrankulutuksen perustavanlaatuiselle alarajalle", fysiikan professori Hui Deng ja tutkimusta kuvaavan Nature-julkaisun vanhempi kirjoittaja sanoi lehdistötiedotteessa.
Yksi keskeinen haaste, joka tutkijoiden oli voitettava, oli kvanttipisteiden hallitseminen. Pisteiden ohjaamiseksi ryhmänä valolla ryhmä rakensi resonaattorin tekemällä yhden peilin alaosaan, asettamalla puolijohteen sen päälle ja sijoittamalla sitten toisen peilin puolijohteen päälle.
"Sinun on säädettävä paksuutta erittäin tiukasti, jotta puolijohde on optisen kentän maksimialueella", Zhang Long, Dengin laboratorion tutkijatohtori ja paperin ensimmäinen kirjoittaja, sanoi lehdistötiedotteessa..
Uudet 2D-puolijohteet voisivat nostaa kvanttilaitteet huoneenlämpötilaan nykyisen vaaditun äärimmäisen kylmän sijaan.
"Olemme lähestymässä Mooren lain loppua", sanoi insinööriprofessori ja artikkelin toinen kirjoittaja Steve Forrest viitaten trendiin, jonka mukaan sirulla olevien transistorien tiheys kaksinkertaistuu joka toinen vuosi. lehdistötiedote.
"Kaksiulotteisilla materiaaleilla on monia jännittäviä elektronisia ja optisia ominaisuuksia, jotka voivat itse asiassa johtaa meidät tuolle piin ulkopuolelle."
Jos Dengin tutkimus kannattaa, Ultra-Low Power Devices (ULPD) voi olla v altava hyöty käyttäjille, Charlie Goetz, Powercastin, langattoman sähköyhtiön, toimitusjohtaja, sanoi sähköpostihaastattelussa."Ne mahdollistavat kaikkialla olevien IoT-verkkojen konfiguroinnin ja käyttöönoton. Ne puolestaan syöttävät tekoälyä, joka voi sitten muuntaa syötetyn määrän laadukkaaksi tuotokseksi", hän lisäsi.
"ULPD:t ovat mahdollistava tekijä, joka ajaa vihreämpiä, turvallisempia, tehokkaampia ja älykkäämpiä tulevaisuuden kaupunkeja."
Tutustu moniin keinoihin vähävirtaiseen
Tutkijat tutkivat monia muita teknologioita, jotka voisivat mahdollistaa erittäin pienitehoisten laitteiden käytön.
"System on a Chip (SoC) -tilassa on tapahtunut vaikuttavia edistysaskeleita muutaman viime vuoden aikana", Goetz sanoi. "Nämä vähän virtaa käyttävät laitteet voivat toimia vuosia akulla, ja mikä tärkeintä, niille voidaan antaa virtaa langattomasti etäältä käyttämällä radiotaajuuksia tai joissakin tapauksissa infrapunaa."
Ihmiskunta ui paristoissa älypuhelimesta palovaroittimiin, Hanson sanoi. "Tämä on nopeasti muuttumassa hallitsemattomaksi, kun vaatteistamme, kodistamme ja ympärillämme olevista kaupungeista tulee "älykkäitä" ja "liittyviä", hän lisäsi.
"Jotta tämä olisi kestävää, meidän on löydettävä tapa säästää akkujen käyttöikää – mikä tarkoittaa elektroniikan käyttöä pienemmällä teholla. Tekniikat, jotka saavuttavat tämän tavoitteen "siemailla vähemmän tehoa", ovat kriittisiä."
