Pagrindiniai pasiėmimai
- Tyrėjai teigia, kad proveržis naudojant šviesą informacijai siųsti gali lemti itin mažai energijos suvartojančių prietaisų.
- Tyrėjai panaudojo naujo tipo puslaidininkius, kad sukurtų kvantinius taškus, išdėstytus kaip kiaušinių dėžutė.
- Naujas tyrimas yra vienas iš daugybės naujų technologijų, kurios gali leisti naudoti itin mažos galios įrenginius.
Neseniai įvykęs proveržis siunčiant informaciją naudojant šviesą gali lemti itin mažai energijos suvartojančių prietaisų.
Tyrėjai pademonstravo, kaip jie gali panaudoti kvantinį efektą, žinomą kaip netiesiškumas, kad modifikuotų ir aptiktų silpnus šviesos signalus. Galiausiai šis kūrimas gali būti naudojamas asmeniniuose elektronikos įrenginiuose. Tačiau nesitikėk, kad artimiausiu metu „Best Buy“pamatysite kvantinę programėlę.
"Šiame straipsnyje aprašytas metodas yra aktualus ir jaudinantis, bet atrodo, kad jis dar toli iki diegimo", - sakė Scottas Hansonas, įmonės "Ambiq", kuri specializuojasi mažos galios įrenginiuose, įkūrėjas ir vyriausiasis technologijų pareigūnas, sakė interviu el. paštu.
"Šiandienos naujausiose programėlėse naudojami lustai yra pagrįsti maždaug tais pačiais silicio pagrindu veikiančiais "jungikliais", kurie buvo naudojami dešimtmečius. Net nedideliems šių lustų gamybos būdo pakeitimams įdiegti prireikia daug metų."
Kvantinis efektas veda į atradimą
Tyrėjai panaudojo naujo tipo puslaidininkius, kad sukurtų kvantinius taškus, išdėstytus kaip kiaušinių dėžutė. Komanda pagamino šį kiaušinių dėžutės energetinį kraštovaizdį su dviem puslaidininkių dribsniais, kurie laikomi dvimatėmis medžiagomis, nes yra pagaminti iš vieno molekulinio sluoksnio, kurio storis yra vos keli atomai.
Dvimačiai puslaidininkiai turi kvantines savybes, kurios labai skiriasi nuo didesnių gabalų, todėl juos galima naudoti mažos galios įrenginiuose.
Kad tai būtų tvaru, turime rasti būdą, kaip išsaugoti akumuliatoriaus tarnavimo laiką, o tai reiškia, kad elektronika naudojama mažiau energijos.
"Mokslininkai susimąstė, ar aptinkami netiesiniai efektai gali būti palaikomi esant itin mažam galios lygiui iki atskirų fotonų. Tai privestų prie pagrindinės apatinės energijos suvartojimo ribos apdorojant informaciją", - sakė fizikos profesorius Hui Dengas. ir vyresnysis žurnalo „Nature“autorius, aprašantis tyrimą, sakė pranešime spaudai.
Vienas pagrindinių iššūkių, kurį mokslininkai turėjo įveikti, buvo kvantinių taškų valdymas. Norėdami valdyti taškus kaip grupę su šviesa, komanda pastatė rezonatorių, padarydama vieną veidrodį apačioje, uždėjus puslaidininkį ant jo, o po to ant puslaidininkio viršaus uždėjus antrą veidrodį.
„Turite labai griežtai kontroliuoti storį, kad puslaidininkis būtų didžiausias optinio lauko“, – pranešime spaudai sakė Dengo laboratorijos doktorantūros bendradarbis ir pirmasis šio straipsnio autorius Zhang Long..
Naujieji 2D puslaidininkiai gali pakelti kvantinius įrenginius iki kambario temperatūros, o ne iki didelio šalčio, kurio šiuo metu reikia.
„Artėjame prie Moore'o dėsnio pabaigos“, – sakė inžinerijos profesorius ir straipsnio bendraautorius Steve'as Forrestas, kalbėdamas apie tranzistorių tankio lustuose padvigubėjimo kas dvejus metus tendenciją. spaudos leidimas.
"Dvimatės medžiagos turi daug įdomių elektroninių ir optinių savybių, kurios iš tikrųjų gali nuvesti mus į tą žemę, esančią už silicio."
Jei Dengo tyrimai pasiteisins, itin mažos galios įrenginiai (ULPD) gali būti labai naudingi vartotojams, interviu el. paštu sakė Charlie Goetz, belaidžio energijos įmonės „Powercast“generalinis direktorius.„Jie leis sukonfigūruoti ir diegti visur esančius IoT tinklus. Jie, savo ruožtu, maitins dirbtinį intelektą, kuris vėliau gali paversti įvesties kiekį kokybiška produkcija“, – pridūrė jis.
"ULPD bus įgalinantis veiksnys, kuris padės kurti ekologiškesnius, saugesnius, efektyvesnius ir išmaniuosius ateities miestus."
Ištyrinėjame daugybę būdų, kaip pasiekti mažai energijos
Mokslininkai tiria daugybę kitų technologijų, kurios leistų sukurti itin mažos galios įrenginius.
„Per pastaruosius kelerius metus sistemos mikroschemos (SoC) erdvėje buvo padaryta įspūdinga pažanga“, – sakė Goetzas. "Šie mažos galios įrenginiai gali veikti daugelį metų su akumuliatoriumi ir, dar svarbiau, gali būti maitinami belaidžiu ryšiu per atstumą, naudojant radijo dažnius arba kai kuriais atvejais infraraudonųjų spindulių ryšį."
Žmonių rasė plaukioja baterijomis nuo išmaniojo telefono iki gaisro signalizacijos, sakė Hansonas. „Tai greitai tampa nebevaldoma, nes mūsų drabužiai, namai ir aplinkiniai miestai tampa „išmanūs“ir „susiję“, – pridūrė jis.
"Kad tai būtų tvaru, turime rasti būdą, kaip išsaugoti akumuliatoriaus tarnavimo laiką, o tai reiškia, kad elektronika turi būti naudojama mažiau energijos. Technologijos, kurios įgyvendina šį tikslą „išgerti mažiau energijos“, yra labai svarbios."
