Используя сверхохлажденные атомы вместо электронов, атомотроника может революционизировать область информационных технологий.

Транзистор на основе атомотроники


С электроном человечество знакомо уже давно, теоретические и практические исследования в этой области, электронике, позволили людям с легкостью научиться управлять поведением электронов, что обусловило быстрое и бурное развитие электронных устройств и цифровых методов обработки информации. Благодаря исследованиям, проведенным учеными из Колорадского университета, исследующих свойства атомов и развивающих такую область, как атомотроника (atomtronic), область цифровой обработки информации может перевернуться буквально с ног на голову.

Атомотроника - это относительно новая область науки, которая в данный момент исследована, если мягко сказать, не до конца, и таит в себе множество загадок и больших перспектив. Первыми учеными, начавшими исследования в области атомотроники, стали ученые из Национального института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technologies in Boulder), которые использовали лазеры, сверохлажденные атомы и оптические решетки для того что бы создать системы, похожие на электронные компоненты. Но, использующие принципы атомотроники, в отличие от электронных компонентов, функционирующих на электронах и изготавливаемых в течение многих десятилетий из полупроводниковых материалов.

В отличие от электроники, спинтроники и плазмоники, оперирующими электронами, частицами несущими заряд, атомотроника оперирует атомами, более сложными частицами, но нейтральными с точки зрения заряда. Именно из-за этого управление атомами требует гораздо меньшей энергии, чем требует управление заряженными частицами. Используя новые методы предоставления информации, ориентированные на область атомотроники, ученые считают, что им удастся создать настолько мощные вычислительные устройства, по сравнению с которыми все ныне существующие будут выглядеть не более как детскими игрушками.

Используя нейтральные атомы легких веществ, ученые обнаружили, что ими достаточно просто манипулировать. Каждый атом легко идентифицировать, его легко выделить из группы атомов, а оптические решетки, с помощью которых осуществляется управление атомами легко изготовить совершенно без дефектов. Используя свойства различных атомов, отталкиваться друг от друга или, наоборот, притягиваться друг к другу, ученые разработали новые принципы кодирования, хранения и обработки информации, которые были ранее недостижимы с использованием электронов. По всей видимости, такие методы и станут основой для создания быстродействующих квантовых компьютеров будущего.

Пройдя путь исследований в несколько десятилетий, ученые, работающие в области атомотроники, достигли значительных успехов, научившись легко управлять отдельными атомами с помощью лазерного света и создали атомотронные устройства, которые подражают своим электронным аналогам. Им удалось создать оптические решетки с постоянно увеличивающимся энергетическим потенциалом, которые позволяют потоку атомов двигаться только в одном направлении, т.е. аналог простейшего электронного устройства - диода. Также были созданы атомотронные версии более сложных электронных устройств, от обычного транзистора до более сложных схем логических устройств.

Дальнейшая судьба атомотроники еще весьма туманна. В этой области ведется очень мало исследований, уделяется недостаточно внимания и ограничивается финансирование исследований. Еще не известно, что из себя может представлять атомотронный процессор и какими возможностями он может обладать, но, единственное, что известно, что атомотронные компьютеры возможны и будут иметь интригующие возможности.




Ключевые слова:
Атом, Электрон, Движение, Электроника, Спинтроника, Плазмоника, Атомотроника, Atomtronic, Диод, Транзистор, Лазер, Свет, Оптическая, Решетка, Управление, Информация, Процессор, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему разв ...
  • Графен, обладающий магнитными свойствами, может стать основой спинтронных и ...
  • Ученые-физики обнаружили полупроводниковый материал, который может содержат ...
  • Ученые создали самый маленький работоспособный транзистор, состоящий всего ...
  • На фотографиях, сделанных электронным микроскопом Z-Contrast, можно отличит ...




  • 29 мая 2010 12:21
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Вроде атомы, пусть даже самого легкого вещества, намного тяжелее электронов и за счет этого передвигаются медленнее. Совершенно не пойму, как можно их использовать вместо электронов?


    --------------------
        
    29 мая 2010 18:18
    #2 Написал: MathMan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    там же сказано, что электроны как никак заряженные частицы и для их передвижения требуется энергия, тогда как атом нейтрален, соответственно требуется меньшая энергия.
        
    30 мая 2010 10:24
    #3 Написал: paralolka

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    Мне сразу вспоминается диалог двух парней из книги, название которой я забыл. Один из низ не мог ни как понять, каким образом электрон может так быстро перемещаться в проводнике, на что второй привел простой, но очень показательный пример:
    - Представь себе длинную трубу забитую до отказа металлическими шариками, если в эту трубу с одного конца добавить еще 1 шарик, то с другого конца тут же выскочит другой...
        
    30 мая 2010 10:32
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    paralolka

    С атомами даже так манипулировать не получится


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.