Neues Quantenmaterial könnte Computer und Handys 1.000 Mal schneller machen

Ein Durchbruch in der Materialwissenschaft könnte die Computer und Handys, die wir benutzen, schon bald überflüssig machen.

Forschern der Northeastern University (USA) ist es gelungen, mithilfe von Licht ein bestimmtes Quantenmaterial zu steuern. Dies ebnet den Weg für Prozessoren, die bis zu 1000 Mal schneller sind als die derzeitige Siliziumtechnologie.

Jahrzehntelang wurde die Geschwindigkeit elektronischer Geräte durch 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.

Das Quantenmaterial 1T-TaS₂ könnte Gerätegeschwindigkeiten ermöglichen, die bis zu 1.000 Mal schneller sind.

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

Dem Team ist es nun gelungen, diesen nützlichen Zustand bei deutlich höheren Temperaturen (-63 °C) zu „fixieren“ und ihn über Monate stabil zu halten, was als ein großer Fortschritt angesehen wird.

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

Ihr Geheimnis liegt darin, Licht zur Kontrolle zu nutzen. „Nichts ist schneller als Licht, und wir nutzen Licht, um die Eigenschaften von Materialien mit den physikalisch höchstmöglichen Geschwindigkeiten zu steuern“, erklärt Professor Gregory Fiete.

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

Im Wesentlichen haben sie ein Material in einen hochempfindlichen, lichtaktivierten Schalter verwandelt, 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 unterbringen“, sagt Herr Fiete.

Diese Entdeckung wird neben dem Quantencomputing als „neues Paradigma“ für die Computerindustrie betrachtet.

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

Der Roboter vernäht den Einschnitt millimetergenau.

Northeastern University

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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