Sleutel wegneemetes
- Navorsers sê 'n deurbraak in die gebruik van lig om inligting te stuur kan tot uiters lae kragverbruik-apparate lei.
- Die navorsers het 'n nuwe soort halfgeleier gebruik om kwantumkolletjies te skep wat soos 'n eierhouer gerangskik is.
- Die nuwe navorsing is een van 'n menigte nuwe tegnologieë wat ultra-lae-krag toestelle kan toelaat.
'n Onlangse deurbraak in die stuur van inligting deur lig te gebruik, kan tot uiters lae kragverbruik-apparate lei.
Navorsers het gedemonstreer hoe hulle 'n kwantumeffek bekend as nie-lineariteit kan gebruik om swak ligseine te verander en op te spoor. Die ontwikkeling kan uiteindelik in persoonlike elektroniese toestelle gebruik word. Maar moenie verwag om binnekort 'n kwantumtoestel in Best Buy te sien nie.
"Die benadering wat in hierdie artikel beskryf word, is relevant en opwindend, maar dit blyk ver van ontplooiing te wees," Scott Hanson, die stigter en hooftegnologiebeampte van Ambiq, 'n firma wat spesialiseer in laekragtoestelle, het in 'n e-posonderhoud gesê.
"Die skyfies wat in vandag se nuutste toerusting gebruik word, is gegrond op ongeveer dieselfde silikon-gebaseerde 'skakelaars' wat al dekades lank bestaan. Selfs geringe veranderinge aan die manier waarop hierdie skyfies vervaardig word, neem baie jare om te ontplooi."
Kwantumeffekte lei tot ontdekking
Die navorsers het 'n nuwe soort halfgeleier gebruik om kwantumkolletjies te skep wat soos 'n eierkarton gerangskik is. Die span het hierdie eierkarton-energielandskap geproduseer met twee vlokkies halfgeleier, wat as tweedimensionele materiale beskou word omdat hulle van 'n enkele molekulêre laag gemaak is, net 'n paar atome dik.
Tweedimensionele halfgeleiers het kwantum-eienskappe wat baie verskil van groter stukke, en kan in laekragtoestelle gebruik word.
Om dit volhoubaar te maak, moet ons 'n manier vind om batterylewe te bewaar - wat beteken dat elektronika met minder krag gebruik word.
"Navorsers het gewonder of waarneembare nie-lineêre effekte volgehou kan word teen uiters lae kragvlakke tot by individuele fotone. Dit sal ons by die fundamentele onderste limiet van kragverbruik in inligtingverwerking bring," Hui Deng, 'n fisika professor en senior skrywer van die koerant in Nature wat die navorsing beskryf, in 'n nuusverklaring gesê.
Een sleuteluitdaging wat die navorsers moes oorkom, was hoe om die kwantumkolletjies te beheer. Om die kolletjies as 'n groep met lig te beheer, het die span 'n resonator gebou deur een spieël aan die onderkant te maak, die halfgeleier bo-op dit te lê en dan 'n tweede spieël bo-op die halfgeleier neer te sit.
"Jy moet die dikte baie styf beheer sodat die halfgeleier op die maksimum van die optiese veld is," het Zhang Long, 'n nadoktorale navorsingsgenoot in Deng se laboratorium en eerste skrywer op die vraestel, in die persverklaring gesê.
Die nuwe 2D-halfgeleiers kan kwantumtoestelle tot kamertemperatuur bring eerder as die uiterste koue wat tans vereis word.
"Ons kom aan die einde van Moore se wet," het Steve Forrest, 'n ingenieursprofessor en mede-outeur van die artikel, met verwysing na die neiging van die digtheid van transistors op 'n skyfie wat elke twee jaar verdubbel, in die nuusvrystelling.
"Tweedimensionele materiale het baie opwindende elektroniese en optiese eienskappe wat ons in werklikheid kan lei na daardie land anderkant silikon."
As Deng se navorsing vrugte afwerp, kan Ultra-Low Power Devices (ULPD) tot groot voordeel vir gebruikers wees, het Charlie Goetz, uitvoerende hoof van Powercast, 'n draadlose kragmaatskappy, in 'n e-posonderhoud gesê."Hulle sal dit moontlik maak om alomteenwoordige IoT-netwerke op te stel en te ontplooi. Dit sal op hul beurt KI voed, wat dan die hoeveelheid insette in kwaliteit-uitset kan omskakel," het hy bygevoeg.
"ULPD's sal die bemagtigende faktor wees wat groener, veiliger, doeltreffender-slim stede van die toekoms sal dryf."
Verken baie lae tot lae krag
Navorsers ondersoek 'n magdom ander tegnologieë wat ultra-lae kragtoestelle kan toelaat.
"Daar was die afgelope paar jaar indrukwekkende vordering in die System on a Chip (SoC)-ruimte," het Goetz gesê. "Hierdie lae-aangedrewe toestelle kan jare lank op 'n battery werk en, meer betekenisvol, kan draadloos aangedryf word op 'n afstand deur radiofrekwensies of in sommige gevalle, infrarooi."
Die menslike ras swem in batterye van slimfoon tot brandalarms, het Hanson gesê. "Dit word vinnig onhanteerbaar namate ons klere, huise en die stede rondom ons almal 'slim' en 'verbonde' word," het hy bygevoeg.
"Vir dit volhoubaar te wees, moet ons 'n manier vind om batterylewe te bewaar - wat beteken om elektronika met minder krag te gebruik. Tegnologieë wat hierdie doelwit bereik om 'minder krag te drink' is van kritieke belang."
