下一代超導二極管　增強人工智慧性能和量子計算可擴展性

編譯／高晟鈞

二極管本質是晶體管的另外一半，是電腦晶片中的主要元件之一，它允許電流在電路中只以一種方式進行流動。二極管通常由半導體製成，但許多研究對他們在超導體中的可能性也十分感興趣，因為超導體在傳輸能量過程中，將不會損失任何功率。

來自明尼蘇達大學的研究團隊，開發了一種新型超導二極管，可以同時處理多個信號。這種有利於神經型態計算的特性，加上採用對工業更加友好的設計，這將對於擴大量子計算和增強人工智能系統方面，發揮著巨大的影響力。

「我們想開發更強大的電腦系統，但以目前的材料和製造方法，我們很快就會遇到一些硬性的瓶頸；對此，我們需要新的方法來開發電腦晶片。而現在，提高計算能力最大的限制，便是其能量的消耗。因此，我們正考慮超導體在其中的可能性。」研究團隊的領銜人物Vlad Pribiag說道。

研究團隊透過將非超導材料夾在超導體間，製造了三個Josephson junction，製作出了全新的二極管設備；該設備的獨特設計也使研究人員可以使用電場來控制設備。有別於傳統二極管，該設備具有處理多個信號的能力，這種模仿大腦神經元功能的系統，可以有效提高人工智能系統的性能。

作者之一的Mohit Gupta解釋說：「以往不是沒有製造過相似的超導設備，但他們使用的材料都很難製造。我們的設計使用了對工業製造行業更為友善的材料，並且具有接近有史以來最高的能效。」

原則上，該研究所使用的方法適用於所有類型的超導體，對於擴大量子電腦的開發規模，實現更廣泛的應用，開創了一條全新的康莊大道。

資料來源:SciTechDaily

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