超导体材料,导电无阻力,是非凡的。欧洲杯足球竞彩他们提供了一个宏观了解量子现象,通常可见仅在原子级别。超出了他们的物理特性,超导体也是有用的。他们发现在医学成像、量子计算机和照相机使用望远镜。
但超导设备可以挑剔的。通常,他们昂贵的制造和环境噪声容易犯错。可能会改变,由于研究从卡尔·伯格伦集团的电气工程和计算机科学。欧洲杯线上买球
研究人员正在开发一种超导纳米线,这可能使更有效的超导电子产品。纳米线的潜在好处来自于它的简单,伯格伦说。“在一天结束的时候,它只是一个线”。
伯格伦将本月的总结研究IEEE会议固态电路。
抵抗是徒劳的
大部分金属失去抵抗,成为超导在极低的温度下,通常绝对零度以上几度。他们使用磁场,特别是在高度敏感的情况下监视大脑活动。他们也有应用在量子和经典计算。
很多超导体是设备在1960年代发明叫做约瑟夫逊结——本质上是两个超导体由一层绝缘体分开。“这就是导致传统的超导电子,然后最终的超导量子计算机,”伯格伦说。
然而,约瑟夫逊结“从根本上是一个相当微妙的对象”,伯格伦补充道。可直接转换为制造业的成本和复杂性,尤其是薄绝缘。约瑟夫森junction-based超导体还不得与他人:“如果你试图界面与传统的电子产品,如类型在我们的手机或电脑,噪音的沼泽约瑟夫逊结。这缺乏控制能力大规模的对象是一个真正的缺点,当你试图与外界互动。”
要克服这些缺点,伯格伦正在研发一种新技术——超导纳米线与根比约瑟夫逊结本身。
冷子管重新启动
早在1956年,麻省理工学院的电气工程师达德利巴克发表的描述超导计算机开关称为冷子管。该设备是两个超导线:一个是直,另一个是缠绕在它。
冷子管作为开关,因为当电流通过线圈时,它的磁场降低连续电流流过电线。
当时,冷子管比其他类型的计算开关小得多,像真空管或晶体管,巴克认为低温管可能成为电脑的构建块。但在1959年,巴克突然去世,享年32岁停止冷子管的发展。(从那时起,晶体管已经扩展到今天的微观尺寸和组成计算机的核心逻辑组件)。
伯格伦是关于超导计算机开关重燃赛珍珠的想法。”设备我们是很像冷子管,因为它们不需要约瑟夫森结,“他说。他被称为超导纳米线设备对巴克的nano-cryotron——尽管它有点不同于原来的冷子管工作。
nano-cryotron使用热触发开关,而不是一个磁场。伯格伦的装置,电流流经一个超导、过冷线称为“通道”。That channel is intersected by an even smaller wire called a "choke" -- like a multilane highway intersected by a side road.
当电流通过阻塞,其超导分解,它升温。一旦窒息的热传播的主要渠道,这也导致主渠道失去超导状态。
伯格伦集团已经证明概念验证nano-cryotron使用的电子组件。伯格伦的前学生,亚当·麦考汉,开发了一种装置,利用nano-cryotrons添加二进制数字。伯格伦已成功使用nano-cryotrons超导设备之间的接口和古典,电晶体电子产品。
伯格伦说,他的团队的超导纳米线有一天补充——或者与约瑟夫森junction-based超导设备。“线相对容易,所以它可能会有一些好处可制造性而言,“他说。
他认为nano-cryotron有一天找到一个家在超导量子计算机和过冷电子望远镜。电线功耗较低,因此他们也可以方便渴求能源的应用程序,他说。”它可能不会取代晶体管在你的手机,但如果它可以取代晶体管在服务器农场或数据中心——这将是一个巨大的影响。”
伯格伦除了特定的应用程序,需要一个广泛的观点他的工作在超导纳米线。“我们在这里做基础研究,。尽管我们感兴趣的应用程序,我们也很感兴趣:有哪些不同的方法计算,作为一个社会,我们真的专注于半导体和晶体管。但是我们想知道还有什么可能存在。”
初始资金伯格伦实验室nano-cryotron研究是由美国国家科学基金会提供。欧洲杯线上买球
