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我们开发我们能在光明运行计算机芯片?

在最近的实验中,该材料共同研究确定可能的帮助。

Illustration of a light bulb emanating rays shaped like computer chip lines

明亮的想法,为下一代的芯片。 |插图由萨拉·雷基

刚刚超越实用性的视野,研究人员正在努力开发新一代芯片控制光子会可靠地为今天的芯片电子控制。

识别捕获和驯服光的最佳材料。但经过多年的努力他们仍然至关重要的一步拼杀。

伊莲娜VUCKOVIC 你也许已投入了约20年的ESTA追求一个单一的原因:光子芯片可能会成为基础的基于光量子计算机可能,在理论上,断码,解决某些类型的超出任何电子计算机的能力问题。

在最近几个月的博狗体育官网电气工程师创造了一个原型光子芯片 人造金刚石的。然而,到目前为止,在实验中描述 自然光子学, 她和她的团队,使从近材料坚硬如钻石,但远不如异国展示一个基于光如何芯片 - 碳化硅。

“这些都是早期阶段,但有希望的结果,该材料已经熟悉的行业,” VUCKOVIC说。

在制动垫衬常用,碳化硅是一种材料,硬得已经雕刻出一个新的利基电子,它是用于制造高压,高热能应用,如电动为汽车电源芯片,那太极端对于普通的硅芯片。

最像芯片制造材料,碳化硅是一种晶体 - 一组特定的原子的配置成格子一致。中的碳化硅晶体,硅原子被接合每四到煤以形成强原子,三维晶格。的ESTA晶格的稳定性有助于使碳化硅的高热应用是有用的,无论其涉及与流过芯片的高电流摩擦衬片或制动衬块的处理。

丹尼尔·卢金研究员研究生,康斯坦丁鲂和Melissa guidry领导的努力,使ESTA光子晶体可用作芯片。他们在战略地点硅原子去除整个格子。在晶格中每个空缺创建的亚原子阱单个电子从周围的煤原子之一捕获。使基于光片工作,光子的研究人员气流通过晶格送到。每当一个光子击中一个俘获电子,在私人层面的两个粒子碰撞在送交光子分拆能量之间,或科学家称之为量子。光子和电子之间的相互作用创造科学家称之为一个量子位,或量子比特。一个量子位是大致类似于在电子芯片中的晶体管 - 基本单元使系统工作。

许多障碍仍然必须是光子芯片克服由碳化硅,金刚石之前或与此有关,有可能成为用作量子计算系统的基石是有用的。 “往往会提前炒作学”,VUCKOVIC说。未来五年但年左右的时间内,她使用设想光子芯片通过光纤电缆经由量子光发送数据,使得通过这种使得能够检测努力挖掘到的信息流的通信更安全。

作为导演 Q-农场  - 短量子基本面,建筑和机器 - VUCKOVIC是帮助博狗体育官网和SLAC国家加速器实验室汇集的研究人员解决了基本事实的硬件和软件的挑战,使量子技术既要现实。

“我们正试图把小的,切实可行的措施,”她说,“当我们试图让自己超越了我们目前了解的限制,并发现了量子技术的新平台。”