俄羅斯的科學家開發出一種超導記憶體單元的控制系統,只需不到1奈秒(ns)的時間,就能實現較當今所用的類似記憶體更快幾百倍的讀取與寫入速度。

來自莫斯科物理技術學院(MIPT)與莫斯科國立大學(Moscow State Univeristy)的科學家在最近一期的《應用物理快報》(Applied Physics Letters)中發表這項研究成果。

這項理論性的研究成果預測在複雜的Josephson Junction超導元件中存在雙穩態狀態。建置這種元件可能需要進行超冷卻作業,使其無法真正落實於某些應用。

由MIPT超導系統量子拓撲現象實驗室(Laboratory of Quantum Topological Phenomena in Superconducting Systems)主任Alexander Golubov為首的一支研究團隊,提出了一種在Josephson Junction類型元件中基於量子效應的記憶體單元,這是一種「超導體—電介質—超導體」結構的夾層,在接合點的一側包括了鐵磁體和一般金屬的組合。這應該是一種可透過橫向注入電流於結構中,從而實現在2種狀態(1與0)之間切換的雙穩態。透過電流流經該接合點,該系統的狀態能夠因此實現非破壞性讀取。

![20160323 memory NT01P1](//images.contentful.com/15mr7p4rjmth/HTgoEnAS2qooOkkWqMiOi/71327db5e48d8eb87b1da3743a732b89/20160323_memory_NT01P1.jpg)
讀取記憶體單元各種不同狀態時的超導電流;如圖所示,電流越大,箭頭也就越大
(來源:MIPT)

取決於所使用的材料以及特定系統的幾何結構,所需的讀寫作業速度預計約幾百皮秒(ps)。

Golubov解釋,「此外,我們的方法只需要一種磁性層,這表示它可能適應所謂的單通量量子邏輯電路,也就是說不必再為處理器建立一種全新的架構。基於單通量量子邏輯的電腦可實現高達幾百兆赫(GHz)的時脈速度,而且功耗更降低了幾十倍。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Russian researchers propose 100x faster memory,by Peter Clarke)