Цифровые транзисторы, миллионы которых собраны в современных компьютерных микросхемах, действуют как почти идеальные электронные переключатели. В положении «включено», достигаемом при подаче на устройство напряжения выше порогового значения, транзистор пропускает ток. Когда переключатель выключен, транзистор препятствует прохождению тока. Положения включения / выключения переключателя преобразуются в единицы и нули цифровых вычислений.
Хотя эти единицы и нули являются фундаментальными для работы компьютера, сложные вычисления требуют, чтобы данные хранились в памяти , чтобы быть полезными. В современных микросхемах память зависит от другого устройства, помимо транзистора: конденсатора, который хранит электрический заряд. Конденсатор пуст, когда транзистор выключен, и залит электрическим зарядом, когда транзистор включается. Тогда заряд конденсатора сохраняет 1 или 0 состояния переключения транзистора.
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) и их коллеги из Университета Брауна обнаружили, что при температуре примерно на три градуса выше абсолютного нуля (3К) транзистор может служить в качестве собственного запоминающего устройства, устраняя необходимость в конденсатор. В результате процесса, известного как ударная ионизация, внутри транзистора генерируются дополнительные электрические заряды. При низких температурах некоторые из этих дополнительных зарядов могут задерживаться в корпусе транзистора, влияя на протекание тока и обеспечивая способ сохранения в памяти состояния «1».
Это открытие, опубликованное 29 июля в журнале Applied Physics Letters, может привести к разработке более компактных схем управления для низкотемпературных датчиков и устройств квантовой информации. Например, холодные транзисторы могут взаимодействовать с предложенными твердотельными кубитами и считывать данные с них — квантового аналога битов (единиц и нулей) обычного компьютера, для которого требуются низкие температуры до 25 тысячных градуса выше абсолютного нуля.
Источник — Газета Daily.