Superconducting Computing: Forscher entdecken Supraleiter, der Strom nur in eine Richtung leitet
Forscher an der Technischen Universität Delft haben einen neuen Supraleiter entdeckt, der Strom nur in eine Richtung leitet. Ein möglicher Einsatzzweck der Technik sollen zukünftige Computer werden, die durch Supraleiter deutlich schneller und effizienter werden könnten.
Eine maßgebliche Bremse bei der Weiterentwicklung von Computerchips ist der Widerstand der einzelnen Schaltungselemente. Alle Verbindungsleitungen und Transistoren in einem Chip haben eine endliche Leitfähigkeit, die zu Abwärme führt und die maximal mögliche Taktrate ausbremst.
Neue Supraleiter-Diode
Eine Lösung für dieses Problem wäre der Einsatz von Supraleitern, die über keinen (nennenswerten) Widerstand verfügen und damit theoretisch deutlich mehr Rechenleistung ermöglichen. Problematisch ist hier aber der Betrieb: Supraleiter benötigen extrem niedrige Temperaturen und lassen Strom üblicherweise in beide Richtungen fließen. So könnte man zwar die Leitungen in einer CPU ersetzen, nicht aber die Transistoren.
Forscher der niederländischen TU Delft sind der Lösung dieses Problems nun aber einen Schritt näher gekommen. Laut einer Mitteilung der Universität hat der Professor Mazhar Ali (Im Bild mittig) mit seinem Team eine Möglichkeiten entdeckt, den Strom in einem Supraleiter ohne zusätzliches Magnetfeld nur in eine Richtung zu leiten. Dazu wurde zwischen zwei Supraleiter ein zweidimensionales Material namens Nb3Br8 eingebracht.
Mit Hinblick auf die Praxis sind bei dieser "Supraleiter-Diode" aber noch die Betriebstemperatur und die Fertigung problematisch. Demnach haben die Forscher bislang nur wenige entsprechende Aufbauten produziert und den Betrieb zudem noch nicht bei Temperaturen ab 77 Kelvin (-196 °C) getestet. Wenn der Einweg-Supraleiter auch bei dieser Temperatur funktionsfähig ist, wäre ein Betrieb mit einer gewöhnlichen Stickstoffkühlung möglich.
Ebenso spannend: Gewaltige Speicherdichte: Diamant-Wafer kann 25 Exabyte speichern
Falls der Betrieb bei der höheren Temperatur klappt, sollen anschließend Möglichkeiten zur Massenfertigung geprüft werden. Für die Zukunft sähe das Forscherteam dann die Möglichkeit, Quantencomputer auf Basis dieser Technik in Rechenzentren einzusetzen. Bis es soweit ist, dürfte es aber, trotz des jüngsten Durchbruchs, leider noch ein weiter Weg sein.
Quelle: Technische Universität Delft via Techspot
Allerdings sind die praktischen Einsatzmöglichkeiten für Computer trotzm beschränkt, denn rein vom Prinzip her dürfte man aus einer supraleitenden Diode keinen supraleitenden Bipolartransistor ableiten können: Solange der Übergang von der Basis zum Kollektor supraleitend ist, fließen etwaige Steuerströme direkt ab, ohne die Sperrschicht zum Emitter zu beeinflussen (nicht-Inversbetrieb: umgedreht).
Die Entwicklung und Forschung an diesen 2D Materialien steht tatsächlich noch an ihrem Anfang und ich denke in der Richtung wird es in den nächsten Jahren noch einige interessante Entdeckungen geben die Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichsten Bereichen ermöglichen könnten.
Aber wenn das tatsächlich die erste Supraleitende Diode ist wäre das so oder so ein riesen Ding.
Allerdings sind die praktischen Einsatzmöglichkeiten für Computer trotzm beschränkt, denn rein vom Prinzip her dürfte man aus einer supraleitenden Diode keinen supraleitenden Bipolartransistor ableiten können: Solange der Übergang von der Basis zum Kollektor supraleitend ist, fließen etwaige Steuerströme direkt ab, ohne die Sperrschicht zum Emitter zu beeinflussen (nicht-Inversbetrieb: umgedreht).
Aber wenn das tatsächlich die erste Supraleitende Diode ist wäre das so oder so ein riesen Ding.
Aber wenn das tatsächlich die erste Supraleitende Diode ist wäre das so oder so ein riesen Ding.