Seus dias de ficar frustrado por um smartphone ou laptop computer lento podem estar chegando ao fim: os cientistas descobriram uma nova técnica para controlar os estados eletrônicos em Materiais Quânticos Isso poderia eventualmente tornar nossos devices até 1.000 vezes mais rápido.
Materiais Quânticos são aqueles que exibem comportamentos e propriedades estranhas governadas pela mecânica quântica. Eles fornecem um vislumbre de um reino separado da física, onde as leis padrão Não aplique.
Aqui, pesquisadores de instituições nos EUA manipularam a temperatura de um materials quântico em camadas chamado 1T-Tas₂, permitindo que ele mude instantaneamente entre duas fases eletrônicas opostas: isolamento e condução. Essa capacidade de bloquear ou permitir o fluxo de eletricidade é essencial para como os transistores em chips de computador trabalhar.
É claro que é uma longa jornada de um laboratório de física para a eletrônica de consumo, mas a tecnologia tem o potencial de transformar o Velocidade do relógio Dos processadores em nossos devices – essencialmente, com que rapidez eles correm.
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“Todo mundo que já usou um computador encontra um ponto em que desejam que algo carregue mais rápido”. diz O físico Gregory Fiete, da Northeastern College.
“Não há nada mais rápido que a luz, e estamos usando luz para controlar as propriedades do materials essencialmente a velocidade mais rápida possível que é permitida pela física”.
Todo dispositivo eletrônico requer condutor e Materiais isolantesque então precisa ser ligado. Se essa tecnologia puder ser desenvolvida, teremos um materials menor, mais rápido e único que pode ser controlado pela luz para alternar entre os dois estados.
Os pesquisadores chamam seu processo de “extinção térmica”. O materials 1T-Tas₂ tem mostrado anteriormente promessa em alternar entre um condutor e um isolador, mas o avanço aqui o faz em temperaturas mais práticas, em vez de criogênicas, e por meses seguidos, em vez de segundos.
A chave para essas melhorias foram a abordagem de aquecimento e resfriamento usada pelos pesquisadores e o momento das mudanças de temperatura: rápido o suficiente para ser eficaz, mas não tão rápido que o necessário Estados quânticos colapso.
“Um dos grandes desafios é: como você controla as propriedades materiais à vontade?” diz Fiete. “O que estamos atirando é o mais alto nível de controle sobre as propriedades do materials. Queremos que ele faça algo muito rápido, com um resultado muito certo, porque esse é o tipo de coisa que pode ser explorada em um dispositivo”.
Os componentes semicondutores de silício nos serviram bem há décadas, mas agora estamos aproximando -se dos limites físicos do que esses chips podem oferecer. Como tal, os fabricantes estão procurando opções alternativas.
Embora as técnicas usadas com 1T-Tas₂ aqui não estejam nem de longe prontas para encher dentro de nossos devices agora, eles abrem caminhos em potencial em direção a diferentes tipos de componentes e diferentes abordagens para os eletrônicos que podem fornecer saltos sérios de desempenho nos próximos anos.
“Estamos em um ponto em que, para obter aprimoramentos incríveis no armazenamento de informações ou na velocidade da operação, precisamos de um novo paradigma”. diz Fiete.
“Computação quântica é uma rota para lidar com isso, e outra é inovar em materiais. É disso que se trata esse trabalho. “
A pesquisa foi publicada em Nature Physics.
