Neues Quantenmaterial könnte Computer und Telefone 1.000-mal schneller machen

Verabschieden Sie sich von komplexen Transistoren, es kommen lichtgesteuerte „All-in-One“-Materialien.

Ein Durchbruch in der Materialwissenschaft könnte die Computer und Telefone, die wir heute verwenden, bald überflüssig machen.

Forscher der Northeastern University (USA) haben eine Möglichkeit gefunden, mithilfe von Licht eine Art Quantenmaterial zu steuern. Damit ebnen sie den Weg für Prozessoren, die bis zu 1.000-mal schneller sind als die derzeitige Siliziumtechnologie.

Jahrzehntelang wurde die Geschwindigkeit elektronischer Geräte von Siliziumtransistoren bestimmt. Doch da die Technologie an ihre physikalischen Grenzen stößt, suchen Wissenschaftler nach einem neuen Paradigma. Und möglicherweise haben sie die Antwort in einem Material namens „1T-TaS₂“ gefunden.

1T-TaS₂-Quantenmaterial könnte 1.000-mal schnellere Gerätegeschwindigkeiten ermöglichen.

Das Material verfügt über die einzigartige Fähigkeit, zwischen leitendem und isolierendem Zustand zu wechseln. Bisher funktionierte dies jedoch nur bei extrem niedrigen Temperaturen, was praktische Anwendungen unmöglich machte.

Nun ist es dem Team gelungen, diesen nützlichen Zustand bei einer viel wärmeren Temperatur (-63 °C) zu „fixieren“ und ihn über Monate hinweg stabil aufrechtzuerhalten, was als großer Fortschritt gilt.

„Aktuelle Prozessoren arbeiten mit Gigahertz-Frequenzen (GHz),“ sagte Assistenzprofessor Alberto de la Torre, Hauptautor der Studie. „Die mit dieser Methode mögliche Änderungsrate wird es ermöglichen, Terahertz-Frequenzen (THz) zu erreichen“ (1 THz = 1.000 GHz).

Ihr Geheimnis liegt in der Steuerung durch Licht. „Nichts ist schneller als Licht, und wir nutzen Licht, um die Eigenschaften von Materialien mit der physikalisch höchstmöglichen Geschwindigkeit zu steuern“, erklärt Professor Gregory Fiete.

Assistenzprofessor Alberto de La Torre experimentiert mit Quantenmaterialien an der Northeastern University – USA.

Im Wesentlichen verwandelten sie ein Material in einen hochempfindlichen, lichtaktivierten Schalter, der nicht nur schneller, sondern auch viel einfacher ist als die heutigen komplexen Transistorstrukturen.

„Wir beseitigen eine der technischen Herausforderungen, indem wir alles in einem einzigen Material vereinen“, sagt Fiete.

Diese Entdeckung gilt neben dem Quantencomputing als „neues Paradigma“ der Computertechnik.

Anstatt zu versuchen, mehr Transistoren auf einen immer kleiner werdenden Chip zu stopfen, können Ingenieure nun darauf abzielen, Geräte aus intelligenteren, stärkeren und effizienteren Materialien zu bauen.

Der Roboter näht den Schnitt millimetergenau.

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https://cos.https://cos.northeastern.edu/northeastern-discovery-in-quantum-materials-could-make-electronics-1000-times-faster/.edu/northeastern-discovery-in-quantum-materials-could-make-electronics-1000-times-faster/

Quelle: https://khoahocdoisong.vn/vat-lieu-luong-tu-moi-thuc-day-may-tinh-va-dien-thoai-nhanh-hon-1000-lan-post2149044059.html