能效更高的新型超导二极管面世,有望提升量子计算机和AI性能
科技日报记者 刘霞
美国明尼苏达大学双城分校科学家开发出一种新型超导二极管,更高管面该器件更节能,新导极可一次处理多个电信号,型超性还包含一系列控制能量流动的世有升量门,而此前的望提超导二极管不具备这一功能。新型超导二极管有助扩大量子计算机的计算机和规模,提高人工智能(AI)系统的更高管面性能。相关论文发表于最新一期《自然·通讯》杂志。新导极
新型超导二极管。型超性
图片来源:明尼苏达大学双城分校
论文资深作者、世有升量物理与天文学院副教授弗拉德·普瑞比格指出,望提科学家希望使计算机变得更强大,计算机和但目前的更高管面材料和制造方法很快会出现一些硬件上的瓶颈,因此需要新方法来开发计算机,新导极目前提高计算能力的型超性最大挑战之一是其耗能太高。二极管通常由半导体制成,但科学家一直希望用超导体制造二极管,因为超导体能在不损失能量的情况下工作。
在最新研究中,普瑞比格团队使用3个约瑟夫逊结制造出了新超导二极管。这些约瑟夫逊结通过将非超导材料夹在超导体之间制成,随后他们让超导体与半导体层相连,这一独特设计使他们能用电压控制设备的行为。
结果显示,该设备能够处理多个信号输入,而典型的二极管只能处理一个输入和一个输出。这一功能可应用于神经形态计算,这种计算通过模仿神经元在大脑中的功能来提高AI系统的性能。
研究团队表示,该设备接近有史以来最高能效,而且他们首次证明了可添加门并施加电场来获得这些特性。新设计不仅所用材料更适合工业生产制造,还提供了新功能,原则上适用于任何类型的超导体,并有助于促进量子计算机的开发。
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