Ein weltweit erster Einweg-Supraleiter könnte Computer 400-mal schneller machen

Als Weltneuheit demonstrierte ein Forscherteam der TU Delft eine Einbahnstraße Supraleiter mit Nullwiderstand, der jeden Strom blockiert, der in die entgegengesetzte Richtung kommt.

Die Entdeckung könnte laut einem Bericht massive Energieeinsparungen ermöglichen und Computer bis zu 400-mal schneller machenein SciTech Daily.

Assoziierter Professor Mazhar Ali und ein Team der TU Delft veröffentlichten ihre neue Forschung in das TagebuchNatur, erläutert, wie ihre Arbeit an supraleitenden Dioden das Gebiet der Computertechnik enorm vorantreiben könnte.

Supraleiter haben das Potenzial, elektronische Geräte hundertmal schneller zu machen und gleichzeitig Energieverluste zu eliminieren. Allerdings waren traditionell Magnetfelder erforderlich, um zu verhindern, dass sie in alle Richtungen leiten, was bedeutet, dass sie für klassische Computer nicht praktikabel waren.

Das Team der TU Delft hat eine alternative Methode zur Steuerung der Stromrichtung in einem Supraleiter ohne Magnete bereitgestellt. Sie verwendeten ein neuartiges Quantenmaterial namens Nb, das von einem Team für Materialphysik an der Johns Hopkins University entwickelt wurde.₃Br₈ . Ähnlich wie Graphen ist das Material atomar dünn. Entscheidend ist, dass dieses spezifische Material theoretisiert wird, um einen eigenen elektrischen Dipol zu haben.

"Das Jahrhundert des Supraleiters"

Das Team schuf sogenannte „Quantum Material Josephson Junctions“ mit zwei Supraleitern, die durch eine Nb-Schicht getrennt sind₃Br₈. "Wir konnten nur ein paar Atomlagen dieses Nb ablösen₃Br₈ und ein sehr, sehr dünnes Sandwich herstellen – nur wenige Atomlagen dick – das für die Herstellung der Josephson-Diode benötigt wurde und mit normalen 3D-Materialien nicht möglich war" Ali sagte SciTech Daily.

„Viele Technologien basieren auf alten Versionen von JJ-Supraleitern“, fuhr Ali fort. „Zum Beispiel die MRT-Technologie. Auch die Quantencomputer basieren heute auf Josephson Junctions. Technologien, die früher nur unter Verwendung von Halbleitern möglich waren, können jetzt potenziell hergestellt werdenSupraleiter, die diesen Baustein verwenden. Dazu gehören schnellere Computer, wie Computer mit bis zu Terahertz-Geschwindigkeit, die 300- bis 400-mal schneller sind als die Computer, die wir heute verwenden. Dies wird alle Arten von gesellschaftlichen und technologischen Anwendungen beeinflussen. Wenn das 20. Jahrhundertwar das Jahrhundert der Halbleiter, das 21. kann das Jahrhundert des Supraleiters werden."

Die Wissenschaftler bauten viele verschiedene Geräte, um ihren JJ-Supraleiter zu testen, und stellten jedes Mal fest, dass er einen starken Einwegstrom ohne die Verwendung eines Magnetfelds ermöglichte.

Ein Hindernis für die Forscher ist allerdings die Frage der Verwendbarkeit bei Raumtemperatur. Die bisherigen Tests wurden bei gefahrenextrem kalte Temperaturen unter 77 Kelvin -196 °C, -321 °F. Wenn das Team der TU Delft herausfinden kann, wie man den JJ-Supraleiter bei normaleren Temperaturen betreibt – etwas, das laut Ali mit „bekannten Hochtemperatur-Supraleitern“ möglich ist – dannSie werden dem nächsten Schritt viel näher sein, nämlich zu untersuchen, ob es für die Massenproduktion skaliert werden kann.

Die Forscher der TU Delft glauben, dass ihr Supraleiter am besten in zentralisierten Serverfarmen und Supercomputern eingesetzt werden würde. Sie würden dazu beitragen, die größtmögliche Anzahl von Menschen zu den niedrigsten Kosten zu unterstützen. „Die bestehende Infrastruktur könnte ohne allzu große Kosten angepasst werden, um mit Josephson-Dioden-basierter Elektronik zu arbeiten“, sagte Ali. „Wenn die in der anderen Frage diskutierten Herausforderungen überwunden werden, besteht eine sehr reale Chance, dass dies die Zentralisierung revolutionieren wirdund Supercomputing!"