Новый «топологический изолятор» — шаг к сверхбыстрым компьютерам

Инженеры Университета Юты обнаружили способ создания специального материала — металлического слоя поверх кремниевого полупроводника, который может способствовать созданию рентабельных, сверхскоростных компьютеров, выполняющих  молниеносные вычисления, не перегреваясь при этом.

Этот новый «топологический изолятор» ведет себя как изолятор с внутренней части, но проводит электричество на внешней стороне и может способствовать созданию квантовых компьютеров и скоростных устройств спинтроники.

С момента открытия топологических изоляторов, почти десять лет назад, как класса материалов, предназначенного для ускорения компьютеров, ученые пытались создать топологический изолятор, который создаст большую энергетическую щель.

Энергетическая щель — это количество энергии, необходимое для электронов, чтобы проводить электричество в данном материале. Больший зазор позволяет проводить электроэнергию на поверхности материала, таким образом, компьютер может стабильно работать при комнатной температуре. Фэн Лю из Университета Юты и его команда обнаружили, что металл висмут, осажденный на кремнии, может привести к более стабильному большому зазору топологического изолятора. Не менее важно, что этот процесс может быть экономически эффективен и легко интегрирован с широко распространенными кремниевыми полупроводниковыми технологиями.

Поскольку слой висмута атомарно связан, но в электронном виде изолирован от  кремниевого слоя, это создает большую энергетическую щель.

Квантовые компьютеры, которые еще не построены, будут работать на принципах квантовой механики, в которой мельчайшие частицы света и материи могут быть в разных местах одновременно. Квантовые компьютеры теоретически могут быть в миллиарды раз быстрее чем обычные.

Квантовые вычисления, как ожидается, будут использоваться в различных целях, в том числе в крупных центрах обработки данных, системах безопасности и шифрования.

Спинтроника — это новая технология, которая использует спин электрона (вместо заряда) в электронных устройствах. Спин является свойством электронов, которое заставляет его вести себя как крошечный магнит. Спинтронные устройства могут быть использованы для кодирования и передачи информации в электронных схемах и компьютерах.