Zamislite uređaje koji rade i do 1000 puta brže od današnjih pametnih telefona i prijenosnih računala. Ta vizija postaje sve dostižnija zahvaljujući proboju u upravljanju kvantnim materijalima, odnosno egzotičnim tvarima kojima upravljaju zbunjujući zakoni kvantne fizike.
Tim američkih znanstvenika usredotočio se na 1T-TaS2, slojeviti kvantni materijal poznat po mogućnosti prebacivanja između provođenja i neprovođenja električne energije. Ta dualnost ključna je za rad tranzistora u čipovima. Za razliku od prethodnih eksperimenata koji su zahtijevali izuzetno niske temperature, nova tehnika američkog tima, nazvana "termalno gašenje”, omogućuje stabilno prebacivanje na praktičnim temperaturama i to mjesecima, a ne samo nekoliko sekundi.
Metoda američkih znanstvenika se temelji na pažljivo tempiranom zagrijavanju i hlađenju, dovoljno brzom za promjenu elektroničkih faza, ali dovoljno sporom da sačuva osjetljiva kvantna stanja. Ta ravnoteža omogućuje materijalu trenutno prebacivanje između izolatora i vodiča, pri čemu se sve kontrolira svjetlom. Rezultati istraživanja vezanog za taj materijal objavljeni su u časopisu Nature Physics.
Svatko tko je ikad koristio računalo došao je do točke kada poželi da se nešto učita brže. Ništa nije brže od svjetlosti, a mi koristimo svjetlost kako bismo kontrolirali svojstva materijala na u osnovi najbržoj mogućoj brzini koju fizika dopušta, pojašnjava fizičar Gregory Fiete s američkog Sveučilišta Northeastern i jedan od autora navedenog istraživanja.
Današnja elektronika oslanja se na zasebne vodljive i izolacijske materijale koji su međusobno povezani. Otkriće Fieteovog tima moglo dovesti do jednog materijala koji se prebacuje između tih stanja, pojednostavljujući dizajn čipova i znatno povećavajući brzinu.
Kako silicijski čipovi dosežu svoje fizičke granice, novi materijali predstavljaju ključan put prema naprijed.
Došli smo do točke kada su za postizanje nevjerojatnih poboljšanja u pohrani informacija ili brzini rada potrebni novi temelji. Jedan put je kvantno računalstvo, a drugi je inovacija u materijalima. Upravo se time bavi ovaj rad, kaže Fiete.
Izvor: Science Alert