یک شانس بسیار واقعی وجود دارد که این اکتشاف، تاسیسات متمرکز و ابررایانه را متحول کند .
نوشته کریس یانگ 28 آوریل
2022 برای اولین بار در جهان، تیمی از محققان از TU Delft یک ابررسانای یکطرفه با مقاومت صفر را تشریح کردند که هر جریانی که در جهت مخالف می‌آید را مسدود می‌کند. بر اساس گزارشی که در SciTech Daily منتشر شده است، این کشف می‌تواند صرفه‌جویی در مصرف انرژی را فراهم کند و در عین حال رایانه‌ها را تا 400 برابر سریع‌تر کند.
دکتر مظهر علی و تیمی در TU Delft تحقیق جدید خود را در مجلۀ Nature منتشر کردند و به تشریح این موضوع پرداختند که چگونه کار آنها بر روی دیودهای ابررسانا می‌تواند حوزۀ محاسبات را به شدت تقویت کند. ابررساناها این پتانسیل را دارند که هم‌زمان با حذف تلفات انرژی، دستگاه‌های الکترونیکی را صدها برابر تسریع بخشند. با این حال، برای جلوگیری از هدایت آنها در همۀ جهات، میدان‌های مغناطیسی‌ای مورد نیاز بوده اند؛ به این معنی که آنها برای محاسبات کلاسیک کاربردی نبودند. تیم TU Delft یک روش جایگزین برای کنترل جهت جریان در یک ابررسانا بدون مغناطیس پایدار ارائه کرده است. آنها از یک مادۀ کوانتومی جدید که توسط یک تیم فیزیک مواد در دانشگاه جان هاپکینز به نام Nb3Br8 ساخته شده است، استفاده کردند. مشابه گرافن، این ماده از نظر اتمی نازک است. نکتۀ مهم این است که این مادۀ خاص، دارای دوقطبی الکتریکی منحصر به فرد است .
"قرن ابررسانا "
این تیم ماده‌ای موسوم به "پیوند جوزفسون مادۀ کوانتومی" را با دو ابررسانا ایجاد کردند که توسط لایه‌ای از Nb3Br8 از هم جدا شده اند. دکتر علی به SciTech Daily گفت:« ما توانستیم فقط چند لایۀ اتمی از Nb3Br8 را جدا کنیم و یک ساندویچ بسیار نازک و فقط چند لایۀ اتمی ضخیم درست کنیم که برای ساخت دیود جوزفسون مورد نیاز بود که با مواد سه‌بعدی معمولی امکان‌پذیر نبود». دکتر علی ادامه داد:« بسیاری از فناوری‌ها بر اساس نسخه‌های قدیمی ابررساناهای جوزفسون هستند. به عنوان مثال، فناوری MRI.»
همچنین، محاسبات کوانتومی امروزی مبتنی بر اتصالات جوزفسون است. فناوری‌ای که قبلا فقط با استفاده از نیمه هادی‌ها امکان‌پذیر بود، اکنون می‌تواند با ابررساناهایی که از این بلوک استفاده می‌کنند، ساخته شود. درنتیجه، رایانه‌های سریع‌تری خواهیم داشت. مانند رایانه‌هایی با سرعت تراهرتز، که 300 تا 400 برابر سریع‌تر از رایانه‌هایی است که ما اکنون از آن استفاده می‌کنیم. این امر بر انواع کاربردهای اجتماعی و فناوری تأثیر خواهد گذاشت.
"اگر قرن بیستم قرن نیمه هادی‌ها بود، قرن بیست و یکم می‌تواند به قرن ابررسانا تبدیل شود."
دانشمندان دستگاه‌های مختلفی را برای آزمایش ابررسانای پیوند جوزفسون ساختند و هر بار دریافتند که جریان یک طرفۀ قوی‌ای را بدون استفاده از میدان مغناطیسی فراهم می‌کند .
با این حال، یکی از موانعی که محققان باید بر آن غلبه کنند، مسئله قابلیت استفاده در دمای اتاق است. آزمایش‌ها تاکنون در دمای بسیار سرد زیر ۷۷ کلوین (۶۹۱ - درجه سانتی گراد، 321- درجه فارنهایت) انجام شده است. اگر تیم TU Delft بتوانند بفهمند که چگونه ابررسانای پیوند جوزفسون را در دمای معمولی‌تر اجرا کنند- چیزی که دکتر علی می‌گوید با " ابررساناهای شناخته شدهHigh Tc" امکان‌پذیر است- آنگاه به مرحلۀ بعدی بسیار نزدیک‌تر خواهند شد. یعنی بررسی اینکه آیا این اکتشاف می‌تواند برای تولید انبوه مقیاس شود.
محققان TU Delft بر این باورند که ابررسانای آنها به بهترین وجه در مزارع سرورِ ( server farm ) متمرکز و ابررایانه‌ها استفاده خواهد شد. آنها با کمترین هزینه به بیشترین تعداد از مردم کمک می‌کنند. دکتر علی گفت:« زیرساخت‌های موجود را می‌توان بدون هزینۀ زیاد برای کار با علم الکترونیک مبتنی بر دیود جوزفسون سازگار ساخت. اگر بر چالش‌های مطرح‌شده در دیگر سوالات غلبه شود، یک شانس بسیار واقعی وجود دارد که این اکتشاف تاسیسات متمرکز و ابررایانه را متحول کند!»
ترجمه خبر: عادله پورصادق
منبع :
https://amp.interestingengineering.com/400-times-faster-superconductor
