Новые мини-ячейки также увеличат скорость низкотемпературных датчиков, используемых в телекоммуникационных системах и радиоастрономии.
Сотрудники физического факультета МГУ совместно с коллегами впервые предложили новый подход к уменьшению базовых ячеек цифровой сверхпроводниковой электроники. С его помощью внедрить мини-ячейки становится проще в системы, где они не подходили по размерам.
Сверхпроводниковая цифровая электроника используется в вычислительных системах в тех ситуациях, когда её достоинства – быстродействие и энергоэффективность – оказываются критически важны. К таким задачам относятся, например, обработка сигналов с массивов сверхчувствительных низкотемпературных датчиков или с элементов квантовых компьютеров. В свою очередь, гибридные квантово-классические сверхпроводниковые вычислительные машины сейчас привлекают повышенное внимание разработчиков.
Ученые предложили и исследовали разные варианты реализации ячейки памяти, а также 8-битного параллельного сумматора, способного функционировать без «индуктивностей для хранения информации», занимающих много места на чипе.
«При помощи новых ячеек в сверхпроводниках вычислительные комплексы выполняют одну операцию за несколько пикосекунд (1пс = 10 в степени -12 с); тепла же при этом выделяется всего порядка 1 аттоджоулей (10 в степени -18 Дж). Даже с учетом энергозатрат на охлаждение современные цифровые сверхпроводниковые устройства на пару порядков «бережливее» своих полупроводниковых аналогов», – рассказал сотрудник «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина», доцент физического факультета МГУ Николай Кленов.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Applied и выполнено в рамках научной школы (НОШ) МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина».