Ekspertai teigia, kad šviesa gali būti raktas į mažai galios prietaisus

Neseniai įvykęs proveržis siunčiant informaciją naudojant šviesą gali lemti itin mažas energijos sąnaudas.

Tyrėjai parodė, kaip jie gali panaudoti kvantinį efektą, žinomą kaip netiesiškumas, kad modifikuotų ir aptiktų silpnus šviesos signalus. Galiausiai šis kūrimas gali būti naudojamas asmeniniuose elektronikos įrenginiuose. Tačiau nesitikėkite, kad artimiausiu metu „Best Buy“ pamatysite kvantinę įtaisą.

„Šiame straipsnyje aprašytas metodas yra aktualus ir jaudinantis, tačiau atrodo, kad jis toli iki diegimo“, – sakė Scottas Hansonas, bendrovės įkūrėjas ir vyriausiasis technologijų pareigūnas. Ambiq, įmonė, kuri specializuojasi mažos galios prietaisų gamyboje, sakė interviu el.

„Šiuolaikinėse naujausiose programėlėse naudojami lustai yra pagrįsti maždaug tais pačiais silicio pagrindu veikiančiais „jungikliais“, kurie buvo naudojami dešimtmečius. Netgi nedideli šių lustų gamybos būdo pakeitimai užtrunka daug metų.

Kvantinis efektas veda į atradimą

Tyrėjai panaudojo naujo tipo puslaidininkius, kad sukurtų kvantinius taškus, išdėstytus kaip kiaušinių dėžutė. Komanda pagamino šį kiaušinių dėžutės energijos kraštovaizdį su dviem puslaidininkių dribsniais, kurie yra laikomos dvimatėmis medžiagomis, nes yra pagamintos iš vieno molekulinio sluoksnio, tik kelių atomų storio.

Dvimačiai puslaidininkiai turi kvantines savybes, kurios labai skiriasi nuo didesnių gabalų ir gali būti naudojami mažos galios įrenginiuose.

"Mokslininkai stebėjosi, ar aptinkami netiesiniai efektai gali būti palaikomi esant ypač mažam galios lygiui - iki atskirų fotonų. Tai atvestų mus prie esminės apatinės energijos suvartojimo ribos apdorojant informaciją. Hui Dengas, fizikos profesorius ir vyresnysis straipsnio autorius Gamta aprašydamas tyrimą, sakė a spaudos pranešimas.

Vienas iš pagrindinių iššūkių, kurį mokslininkai turėjo įveikti, buvo tai, kaip valdyti kvantinius taškus. Norėdami valdyti taškus kaip grupę su šviesa, komanda sukūrė rezonatorių, padarydama vieną veidrodį apačioje, ant jo uždedant puslaidininkį, o po to ant jo uždedant antrą veidrodį puslaidininkis.

„Reikia labai griežtai kontroliuoti storį, kad puslaidininkis būtų maksimalus optinis Zhang Long, Dengo laboratorijos mokslinis bendradarbis ir pirmasis šio straipsnio autorius, spaudoje sakė. paleisti.

Naujieji 2D puslaidininkiai kvantinius įrenginius gali pakelti iki kambario temperatūros, o ne iki didelio šalčio, kurio šiuo metu reikia.

"Mes artėjame prie Moore'o įstatymo pabaigos", - sakė Steve'as Forrestas, inžinerijos profesorius ir bendraautoris. Naujienose nurodoma tendencija, kad tranzistorių tankis mikroschemoje padvigubėja kas dvejus metus paleisti.

„Dvimatės medžiagos turi daug įdomių elektroninių ir optinių savybių, kurios iš tikrųjų gali nuvesti mus į tą žemę, esančią už silicio.

Jei Dengo tyrimai pasiteisins, ypač mažos galios įrenginiai (ULPD) gali būti labai naudingi vartotojams, sako Charlie Goetz, bendrovės generalinis direktorius. „Powercast“, belaidžio maitinimo įmonė, sakė interviu elektroniniu paštu. „Jie leis sukonfigūruoti ir diegti visur esančius IoT tinklus. Jie savo ruožtu maitins dirbtinį intelektą, kuris vėliau gali paversti įvesties kiekį į kokybišką produkciją“, – pridūrė jis.

„ULPD bus įgalinantis veiksnys, kuris paskatins – ekologiškesnius, saugesnius ir efektyvesnius – išmaniuosius ateities miestus.

Ištyrinėja daugybę būdų, kaip naudoti mažai energijos

Tyrėjai tiria daugybę kitų technologijų, kurios leistų sukurti itin mažos galios įrenginius.

„Per pastaruosius kelerius metus buvo padaryta įspūdinga pažanga sistemoje „System on a Chip“ (SoC), – sakė Goetzas. „Šie mažos galios įrenginiai gali veikti ilgus metus su akumuliatoriumi ir, dar svarbiau, gali būti maitinami belaidžiu ryšiu per atstumą, naudojant radijo dažnius arba kai kuriais atvejais infraraudonųjų spindulių ryšį.

Žmonių rasė plaukia baterijose nuo išmaniojo telefono iki gaisro signalizacijos, sakė Hansonas. „Tai greitai tampa nevaldoma, nes mūsų drabužiai, namai ir mus supantys miestai tampa „protingi“ ir „sujungti“, – pridūrė jis.

„Kad tai būtų tvaru, turime rasti būdą, kaip išsaugoti baterijos veikimo laiką, o tai reiškia, kad elektronika naudojama mažiau energijos. Technologijos, kurios pasiekia šį tikslą „išgerti mažiau energijos“, yra labai svarbios.