Учени разработиха микросхеми, способни да работят при свръхниски температури

Група физици и инженери от Калифорнийския университет в Сан Диего разработи няколко завършени интегрирани компютърни чипове, които могат да работят нормално в условия на много ниски температури. Подобни решения, т.нар. „екситони“, представляват нов клас изчислителна техника, способна да работи в дълбокия космос и много студени лабораторни условия.

Екситон в класическата физика е водородоподобна квазичастица, представляваща електронно възбуждане в диелектрик или полупроводник, която се движи през кристала и не е свързана с преноса на електрически заряд или маса. Въпреки че екситонът състои от електрони и дупки, той трябва да се разглежда като независима елементарна частица, когато енергията от взаимодействието между електрона и дупката има същия ред като енергията на движението им, а енергията на взаимодействието между двата екситона е малка в сравнение с енергията на всеки от тях.

Екситон може да се разглежда като елементарна квазичастица при тези явления, в които той действа като цялостно образувание, без да бъде подлаган на влияния, които могат да го разрушат.

Изследователите демонстрираха верига интегрирани микросхеми, извършващи изчисления при температура, по-висока от абсолютната нула само с 1,5 градуса (минус 271,65 градуса по Целзий). Подобна температура може да се постигне в покрайнините на Слънчевата система, в условията на далечни планети като Плутон и Уран, или в специални лабораторни условия.

Според изследователите, принципно изчисления могат да се извършват и при температура 1,5 градуса по Келвин, но с приемлива скорост това става в температурния диапазон от 125 до 234 градуса по Келвин (минус 148 – минус 40 градуса по Целзий). Тези условия се постигат при излагане на схемата на течен азот.

„Целта ни е да създадем ефективно устройство на базата на екситоните, което може да работи и при стайна температура, когато устройството ще има най-висока скорост на взаимодействие между възлите си Засега се намираме в ранен етап на изследванията. Екипът ни засега демонстрира само основните възможности на технологията“, казва професорът от Калифорнийския университет Леонид Бутов.