Физики нашли способ сделать компьютеры в 10 тысяч раз экономичнее
Канадские физики заявляют, что им удалось разработать технологию "печати" микросхем на атомном уровне при помощи атомно-силового микроскопа, которая позволит снизить энергетические аппетиты компьютеров в десятки тысяч раз, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Представьте себе, что батарейка в вашем телефоне, работающая обычно день, смогла бы поддерживать его работу в течение недели, так как его процессор бы использовал небольшое число электронов для вычислений. Методика изготовления подобных микросхем похожа на то, как работает шрифт Брайля для незрячих - вы подносите тончайшее жало к поверхности и просто "щупаете" атомы, используя те силы, которые есть во всей материи", - рассказывает Талина Хафф (Talaena Huff) из университета Альберты в Эдмонтоне (Канада).
Хафф и ее коллеги заявляют, что им удалось приспособить одну из самых передовых технологий наблюдений за микромиром - так называемую атомно-силовую микроскопию - для того, чтобы следить не только за отдельными атомами, но и поведением электронов, вращающихся вокруг них.
Физики научились манипулировать отдельными атомами достаточно давно - еще в 1989 году ученые из компании IBM использовали туннельный микроскоп для того, чтобы выложить буквы I, B и M из 50 атомов ксенона на подложке из кремния. Это достижение заставило многих верить в скорое наступление века "атомной" электроники, однако чуда не произошло - атомами, как оказалось, крайне сложно манипулировать из-за законов квантовой физики. Простые наблюдения за одним атомом являются, в том числе, и взаимодействием с ним, что мешает конструированию сложных и плотных "рисунков" из отдельных атомов.
Канадские исследователи решили эту проблему, разработав специальный алгоритм, который анализирует снимки, которые получает атомно-силовой микроскоп, наблюдает за движением электронов и позволяет ученым гибко и достаточно точно манипулировать атомами, прикрепленными к подложке из другого вещества.
Ключом к работе этого алгоритма является специальная рабочая поверхность - лист кремния, покрытый атомами водорода - и особая игла микроскопа, настроенная на манипулирование одиночными протонами. Благодаря им ученые могли видеть отдельные связи между атомами кремния и манипулировать ими, меняя их электропроводящие свойства, не трогая при этом другие атомы.
В перспективе, данная методика позволит "поатомно" собирать микросхемы и создавать квантовые вычислительные приборы, обладающие сверхнизким энергопотреблением или необычными квантовыми свойствами.
