新開發(fā)超導(dǎo)存儲器讀寫速度提升100倍

　　俄羅斯的科學(xué)家開發(fā)出一種超導(dǎo)記憶體單元的控制系統(tǒng)，只需不到1奈秒(ns)的時間，就能實現(xiàn)較當(dāng)今所用的類似記憶體更快幾百倍的讀取與寫入速度。

　　來自莫斯科物理技術(shù)學(xué)院(MIPT)與莫斯科國立大學(xué)(Moscow State Univeristy)的科學(xué)家在最近一期的《應(yīng)用物理快報》(Applied Physics Letters)中發(fā)表這項研究成果。

　　這項理論性的研究成果預(yù)測在復(fù)雜的Josephson Junction超導(dǎo)元件中存在雙穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。建置這種元件可能需要進(jìn)行超冷卻作業(yè)，使其無法真正落實于某些應(yīng)用。

　　由MIPT超導(dǎo)系統(tǒng)量子拓?fù)洮F(xiàn)象實驗室(Laboratory of Quantum Topological Phenomena in Superconducting Systems)主任Alexander Golubov為首的一支研究團(tuán)隊，提出了一種在Josephson Junction類型元件中基于量子效應(yīng)的記憶體單元，這是一種“超導(dǎo)體—電介質(zhì)—超導(dǎo)體”結(jié)構(gòu)的夾層，在接合點的一側(cè)包括了鐵磁體和一般金屬的組合。這應(yīng)該是一種可透過橫向注入電流于結(jié)構(gòu)中，從而實現(xiàn)在2種狀態(tài)(1與0)之間切換的雙穩(wěn)態(tài)。透過電流流經(jīng)該接合點，該系統(tǒng)的狀態(tài)能夠因此實現(xiàn)非破壞性讀取。

　　讀取記憶體單元各種不狀態(tài)時的超導(dǎo)電流;如圖所示，電流越大，箭頭也就越大

　　取決于所使用的材料以及特定系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)，所需的讀寫作業(yè)速度預(yù)計約幾百皮秒(ps)。

　　Golubov解釋，“此外，我們的方法只需要一種磁性層，這表示它可能適應(yīng)所謂的單通量量子邏輯電路，也就是說不必再為處理器建立一種全新的架構(gòu)。基于單通量量子邏輯的電腦可實現(xiàn)高達(dá)幾百兆赫(GHz)的時脈速度，而且功耗更降低了幾十倍。”