専門家によると、光は低電力ガジェットの鍵になる可能性があります

光を使用して情報を送信する最近の進歩は、非常に低い消費電力のガジェットにつながる可能性があります。

研究者は、非線形性として知られる量子効果を使用して、弱い光信号を修正および検出する方法を示しました。 この開発は、最終的にはパーソナルエレクトロニクスデバイスで使用できるようになります。 ただし、すぐにBestBuyにクォンタムガジェットが表示されるとは思わないでください。

「この記事で説明されているアプローチは関連性があり、刺激的ですが、展開にはほど遠いようです」と、の創設者兼最高技術責任者であるスコット・ハンソンは述べています。 低電力デバイスを専門とする会社であるAmbiq、電子メールのインタビューで言った。

「今日の最新のガジェットで使用されているチップは、何十年も前から存在しているのとほぼ同じシリコンベースの「スイッチ」に基づいています。 これらのチップの製造方法にわずかな変更を加えただけでも、展開には何年もかかります。」

量子効果は発見につながる

研究者たちは、新しい種類の半導体を使用して、卵パックのように配置された量子ドットを作成しました。 チームは、半導体の2つのフレークを使用して、この卵パックのエネルギー地形を作成しました。 単一の分子層でできているため、2次元の材料と見なされます。 原子の厚さ。

二次元半導体は、大きなチャンクとは非常に異なる量子特性を持っており、低電力デバイスで使用できます。

「研究者たちは、検出可能な非線形効果が、個々の光子に至るまで、非常に低い電力レベルで持続できるかどうか疑問に思っています。 これにより、情報処理における消費電力の根本的な下限に到達するだろう」と語った。 ホイデン、物理学の教授であり、論文の上級著者 自然 研究を説明し、 ニュースリリース.

研究者が克服しなければならなかった1つの重要な課題は、量子ドットをどのように制御するかでした。 ドットを光のグループとして制御するために、チームは1つのミラーを作成して共振器を構築しました。 下部、その上に半導体を置き、次にその上に2番目のミラーを配置します 半導体。

「半導体が光学の最大値になるように、厚さを非常に厳密に制御する必要があります 鄧研究室のポスドク研究員であり、論文の筆頭著者である張龍氏は記者会見で述べた。 リリース。

新しい2D半導体は、現在必要とされている極度の寒さではなく、量子デバイスを室温まで上げることができます。

「私たちはムーアの法則の終わりに近づいています」と、工学教授で共著者のスティーブ・フォレストは述べています。 ニュースで、2年ごとに倍増するチップ上のトランジスタの密度の傾向に言及している論文 リリース。

「二次元材料には多くの刺激的な電子的および光学的特性があり、実際、シリコンを超えたその土地に私たちを導く可能性があります。」

Dengの研究が成果を上げた場合、超低電力デバイス（ULPD）は、ユーザーにとって非常に大きなメリットになる可能性があります。 ワイヤレス電力会社のPowercast、 メールインタビューで言った。 「これらにより、ユビキタスIoTネットワークの構成と展開が可能になります。 これらは順番にAIにフィードし、AIは入力の量を高品質の出力に変換できます」と彼は付け加えました。

「ULPDは、未来のスマートシティをより環境に優しく、より安全に、より効率的に推進するための実現要因となるでしょう。」

低電力への多くの道を探る

研究者たちは、超低電力デバイスを可能にする可能性のある他の多くの技術を模索しています。

「ここ数年、システムオンチップ（SoC）スペースに目覚ましい進歩があった」とゲッツ氏は語った。 「これらの低電力デバイスは、バッテリーで何年も実行でき、さらに重要なことに、無線周波数または場合によっては赤外線を使用して、離れた場所からワイヤレスで電力を供給できます。」

ハンソン氏によると、人類はスマートフォンから火災警報器までバッテリーで泳いでいるという。 「私たちの衣類、家、そして私たちの周りの都市がすべて「スマート」で「接続」されるにつれて、これはすぐに管理できなくなります」と彼は付け加えました。

「これを持続可能にするためには、バッテリーの寿命を延ばす方法を見つける必要があります。つまり、より少ない電力で電子機器を実行することを意味します。 「より少ない電力を消費する」というこの目標を達成するテクノロジーは重要です。」