美國麻省理工學院研發超導體設備 有望改變運算領域能源消耗
編譯/李寓心
近期有一組來自美國麻省理工學院(MIT)的科學家團隊,開發出一種簡單的超導體裝置,比現有的電子設備,能更有效地傳輸電流,而這種超小型的二極體「開關」,可以大幅度降低高功率運算系統的耗能。儘管現在的新型二極體還處於開發的早期階段,但可帶來的效率是其他二極體的兩倍多,甚至可能成為新興量子運算技術,不可或缺的一部分。
根據報導,「二極體」(diode)又稱「二極管」,是一種具有兩個不對稱電導端子的電子元件,電流可沿著一個方向流動但不能反向流動的設備,是運算系統中常見的設備之一,而在現代半導體晶片中,則稱為「電晶體」(transistor),含有近數十億個類似二極體的零件。
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然而,這些設備可能會因電阻而變得非常熱,需要大量的能量來冷卻雲端運算等多種現代技術,背後資料中心的高功率系統。根據《自然》雜誌2018年的新聞專題報導,這些系統在十年內將會消耗全球近20%的電力。因此,由超導體製成的二極體成為凝聚體物理學的熱門選項,因為超導體在低於臨界溫度時,可以幾近0電阻的方式傳輸電流,使半導體同類產品的效率更高。
對此,德國馬克斯‧普朗克研究所(Max Planck Institutes)物質結構與動力學研究所所長Philip Moll指出,從工程角度來看,超導二極體是一個可以完全解決問題的選擇。因為這種矩形的奈米二極體,比人類頭髮直徑細1,000倍,且容易被擴展,在單個矽晶圓上(Silicon wafer),可生產數百萬個晶圓。
身為團隊一員的MIT高級研究科學家Jagadeesh Moodera對於這次的研發成果,也說道:「我們設計的超導二極體效應非常強大,可在簡單的系統和寬溫的範圍內運行,而這種效應歸因超導體的普遍特性,能透過非常簡單且直接的方式呈現,可能為未來的新興技術打開另一個大門。」
資料來源:SciTech Daily
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