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新开发超导存储器读写速度提升100倍

2016-03-23

       俄罗斯的科学家开发出一种超导记忆体单元的控制系统,只需不到1奈秒(ns)的时间,就能实现较当今所用的类似记忆体更快几百倍的读取与写入速度。

  来自莫斯科物理技术学院(MIPT)与莫斯科国立大学(Moscow State Univeristy)的科学家在最近一期的《应用物理快报》(Applied Physics Letters)中发表这项研究成果。

  这项理论性的研究成果预测在复杂的Josephson Junction超导元件中存在双稳态状态。建置这种元件可能需要进行超冷却作业,使其无法真正落实于某些应用。

  由MIPT超导系统量子拓扑现象实验室(Laboratory of Quantum Topological Phenomena in Superconducting Systems)主任Alexander Golubov为首的一支研究团队,提出了一种在Josephson Junction类型元件中基于量子效应的记忆体单元,这是一种“超导体—电介质—超导体”结构的夹层,在接合点的一侧包括了铁磁体和一般金属的组合。这 应该是一种可透过横向注入电流于结构中,从而实现在2种状态(1与0)之间切换的双稳态。透过电流流经该接合点,该系统的状态能够因此实现非破坏性读取。

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  读取记忆体单元各种不状态时的超导电流;如图所示,电流越大,箭头也就越大

  取决于所使用的材料以及特定系统的几何结构,所需的读写作业速度预计约几百皮秒(ps)。

  Golubov解释,“此外,我们的方法只需要一种磁性层,这表示它可能适应所谓的单通量量子逻辑电路,也就是说不必再为处理器建立一种全新的架构。基于单通量量子逻辑的电脑可实现高达几百兆赫(GHz)的时脉速度,而且功耗更降低了几十倍。”

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