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.
Источник: dailytechinfo
|
