Zamislite tehnologiju koja omogućuje uređajima da rade do tisuću puta brže nego današnji pametni telefoni. Znanstvenici su sada korak bliže toj stvarnosti zahvaljujući velikom otkriću u području kvantnih materijala. Radi se o tvarima čije ponašanje ne određuju klasični, već zakoni kvantne fizike.
Svjetlost omogućuje brzo prebacivanje kvantnog materijala između vodiča i izolatora
Američki istraživački tim usmjerio je pažnju na 1T-TaS₂, neobičan materijal koji se ponaša i kao vodič i izolator. Ta sposobnost prijelaza između stanja ključna je za rad tranzistora, temeljnog dijela svakog čipa. Dosadašnji eksperimenti zahtijevali su izuzetno niske temperature, što je ograničavalo njihovu praktičnu primjenu.
Nova metoda, nazvana “termalno gašenje”, omogućuje prebacivanje materijala na korisnim temperaturama i uz dugotrajnu stabilnost. Tehnika se temelji na precizno tempiranom zagrijavanju i hlađenju materijala. Cijeli proces mora biti dovoljno brz za promjenu faze, ali i dovoljno blag da očuva kvantna svojstva.
Ključno je to što se tim promjenama sada može upravljati pomoću svjetlosti. Svjetlost, kao najbrži poznati oblik prijenosa energije, omogućuje gotovo trenutačne promjene u stanju materijala. Prema riječima fizičara Gregoryja Fietea sa Sveučilišta Northeastern, istraživači doslovno koriste svjetlost za prebacivanje materijala između izolatora i vodiča.
Višefunkcionalni materijali za bržu i efikasniju elektroniku
Današnja elektronika oslanja se na odvojene materijale s fiksnim svojstvima, što otežava daljnji razvoj brzine i efikasnosti. Novi pristup donosi mogućnost korištenja jednog materijala s više funkcija, što pojednostavljuje dizajn i povećava performanse čipova. To bi moglo biti presudno, s obzirom na to da silicij postaje ograničenje za daljnji razvoj računalne tehnologije.
Znanstveni članak koji opisuje ove rezultate objavljen je u prestižnom časopisu Nature Physics, a potvrđuje potencijal nove tehnologije. Metoda omogućuje da se željena elektronička stanja zadrže mjesecima, dok su prije trajala svega nekoliko sekundi.
Ovo otkriće ne znači samo brže telefone, već može pokrenuti novu eru u dizajnu računalnih sustava, memorija i procesora. U kombinaciji s kvantnim računalstvom, inovacije u materijalima predstavljaju ključ za razvoj buduće generacije tehnologije.
Kako prenosi Zimo, ovakvi proboji dokazuju da nije nužno čekati kvantna računala kako bi se dosegla radikalna poboljšanja u brzini. U nekim slučajevima, rješenja leže u novim vrstama materijala, a ne u samim računalima.
Znanstvenici vjeruju da će daljnje istraživanje kvantnih materijala voditi prema revoluciji u elektronici, čineći današnje uređaje sporima u usporedbi s onim što dolazi.
