Nghiên cứu mới phát hiện vật liệu siêu dẫn giúp máy tính chạy nhanh gấp 400 lần

Phó giáo sư Mazhar Ali và các đồng nghiệp tại Đại học TU Delft đã công bố nghiên cứu mới vào ngày 27 tháng 4 trên tạp chí Nature, mô tả chi tiết sự phát triển của một diode siêu dẫn có thể tăng đáng kể hiệu suất máy tính. 

Vật liệu siêu dẫn có tiềm năng làm cho các thiết bị điện tử hoạt động nhanh hơn hàng trăm lần, đồng thời tránh thất thoát năng lượng. Tuy nhiên, một từ trường là cần thiết để ngăn các vật liệu dẫn điện theo mọi hướng, có nghĩa là chúng không phù hợp với máy tính thông thường.

Nhóm nghiên cứu tại TU Delft đưa ra một giải pháp thay thế để điều khiển hướng dòng điện trong vật liệu siêu dẫn mà không cần sử dụng nam châm. Họ đã sử dụng một vật liệu lượng tử gọi là Nb3Br8 do các nhà vật lý và nhà khoa học vật liệu tại Đại học Johns Hopkins phát triển. Tương tự như graphene, vật liệu này siêu mỏng và có một lưỡng cực điện.

Xem thêm: Samsung công bố bộ nhớ flash UFS 4.0, tăng gấp đôi tốc độ đọc trên sản phẩm tương lai

Ali và các đồng nghiệp đã tạo ra một "đường giao nhau Josephson vật liệu lượng tử" với hai lớp vật liệu siêu dẫn được ngăn cách bởi một lớp Nb3Br8. Ali giải thích:

“Chúng tôi có thể loại bỏ hai lớp nguyên tử của Nb3Br8 và tạo ra một lớp đệm rất mỏng, chỉ dày vài nguyên tử, giúp tạo ra các điểm nối Josephson mà các vật liệu 3D thông thường không thể làm được."

Theo các nhà nghiên cứu, các công nghệ trước đây chỉ có thể sử dụng vật liệu bán dẫn thì nay có thể sử dụng vật liệu siêu dẫn trong thiết kế của họ. Công nghệ này sẽ cho phép sản xuất máy tính với tốc độ vài terahertz, nhanh hơn 300-400 lần so với máy tính hiện nay. 

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo nhiều thiết bị khác nhau để kiểm tra vật liệu siêu dẫn với đường giao nhau Josephson và nhận thấy rằng nó cho phép dòng điện một chiều mạnh hoạt động mà không cần từ trường.

Xem thêm: Meta AI nghiên cứu các công thức trộn bê tông carbon thân thiện với môi trường hơn

Tuy nhiên, một trở ngại mà họ cần phải vượt qua chính là nhiệt độ phòng. Các cuộc thử nghuêmj diễn ra ở nhiệt độ cực lạnh (-196 độ C). Nếu nhóm tại TU Delft có thể tìm ra cách áp dụng vật liệu ở nhiệt độ phòng, họ có thể thực hiện bước tiếp theo để hiểu liệu công nghệ có thể mở rộng để sản xuất hàng loạt hay không. Họ tin rằng vật liệu siêu dẫn mới phù hợp nhất để sử dụng trong các máy chủ trung tâm và mạng siêu máy tính.