SketchSET - tranzystor z pojedynczego elektronu

Uniwersytet w Pittsburghu uczynił kolejny milowy krok w kierunku urzeczywistnienia snów o komputerach kwantowych.

Tych kroków było już całkiem sporo i wizja samoewoluujących układów scalonych towarzyszy nam już od późnych lat 80., ale chyba nikt nie przypuszczał, że uda się stworzyć tranzystor z pojedynczego elektronu. Oczywiście sam tranzystor jest odrobinę większy, ale jego rdzeń operuje za pomocą jednego, a w najgorszym przypadku dwóch elektronów. Rdzeń ma szerokość 1,5 nanometra. Całość wykonana jest wyłącznie z tlenków, co pozwala zastosować taki układ w konstrukcji pamięci stałej.

Warto przypomnieć, że procesory skonstruowane za pomocą takiej technologii będą według prognoz o kilka wielkości bardziej wydajne niż współcześnie istniejące superkomputery. A co do innych zastosowań, to wyobraźmy sobie pendrive’a o pojemności kilkunastu terabajtów i brak szumiących twardych dysków w komputerach. Prawda, że przyjemna wizja?

Nie tylko komputery

SketchSET to nie tylko elektronika. Mikroskopijne jądro tranzystora można wykorzystać do jeszcze jednej, zupełnie niebywałej rzeczy - konstrukcji sztucznego atomu. Od razu skojarzyło mi się to z inżynierią molekularną i - jak się okazuje - całkiem słusznie. Tworzenie nowych materiałów, takich jak nadprzewodniki o niespotykanych w naturze właściwościach, otwiera przed nami zupełnie nową, subatomową erę.

Już miałem ochotę napisać o nieograniczonych źródłach energii, ale w porę się powstrzymałem. Choć z perspektywy opisywanego wynalazku nie jest to aż tak odległe SF. Póki co, naukowcy skupiają się na ferroelektrycznych właściwościach nowego tranzystora i z uśmiechem opowiadają o stałych pamięciach, jakie da się stworzyć za jego pomocą.

A jak właściwie działa taki tranzystor? Prostota rozwiązania jest piękna. Jeden elektron to “0”, a dwa elektrony to “1” (ewentualnie brak elektronu to “0” oraz jeden elektron jako “1”). Wizja tera albo i pentabajtów w kieszeni powoli się urzeczywistnia, a stary żart o "archiwizowaniu internetu" nabiera nowego wymiaru.

Kto za tym stoi?

Widoczny na zdjęciu Jeremy Levy to ojciec opisywanego wynalazku i prawdziwa gwiazda w świecie nauki. Z iście mikroskopijnym (sic!) budżetem liczącym zaledwie 7,5 miliona dolarów zdołał opracować funkcjonalny, teoretyczny i praktyczny model przełomowego rozwiązania.

Należy dodać, że dwaj główni sponsorzy badań to instytucje sektora zbrojeń. Część funduszy pochodziła także z prywatnych fundacji.