Quantum Breakthrough 可以让您的设备速度提高 1000 倍

您因智能手机或笔记本电脑运行缓慢而感到沮丧的日子可能即将结束：科学家们发现了一种控制电子状态的新技术量子材料这最终可能会使我们的小工具快 1,000 倍。

量子材料是那些表现出受量子力学控制的奇怪行为和属性的。它们让我们得以一窥物理学的一个独立领域，其中标准定律不适用.

在这里，来自美国各地机构的研究人员纵了一种名为 1T-TaS₂ 的层状量子材料的温度，使其能够在两个相反的电子相（绝缘和传导）之间立即转换。这种阻止或允许电流流动的能力是晶体管如何进入的关键计算机芯片工作。

当然，从物理实验室到消费电子产品需要一段漫长的旅程，但这项技术有可能改变时钟速度我们小工具中的处理器 – 本质上，它们的运行速度。

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“每个使用过计算机的人都会遇到这样一个时刻，他们希望某些东西加载得更快。”说来自东北大学的物理学家 Gregory Fiete。

“没有什么比光更快了，我们利用光以物理学允许的最快速度控制材料特性。”

每个电子设备都需要导电和绝缘材料，然后需要将它们链接在一起。如果这项技术能够开发出来，我们将拥有一种更小、更快的单一材料，它可以通过光来控制以在两种状态之间切换。

研究人员将他们的工艺称为“热淬火”。1T-TaS₂ 的材料具有以前显示有望在导体和绝缘体之间切换，但这里的突破是在更实际的温度下进行，而不是低温，并且一次可以持续数月而不是几秒钟。

这些改进的关键是研究人员使用的加热和冷却方法，以及温度变化的时间：足够快才能有效，但又不能快到必要的量子态崩溃。

“最大的挑战之一是，如何随意控制材料特性？”说菲特。“我们的目标是对材料特性的最高级别控制。我们希望它能非常快速地做一些事情，并有一个非常确定的结果，因为那种东西可以在设备中被利用。

当然，硅半导体元件几十年来一直为我们服务，但现在我们做到了接近物理极限这些芯片可以提供什么。因此，制造商正在寻找替代选项.

虽然这里与 1T-TaS₂ 一起使用的技术现在还远未准备好塞进我们的小工具中，但它们确实为不同类型的组件和不同的电子产品方法开辟了潜在的道路，这些方法可以在未来几年提供严重的性能飞跃。

“我们正处于这样一个阶段，为了在信息存储或作速度方面获得惊人的增强，我们需要一种新的模式。”说菲特。

"量子计算是解决这个问题的一条途径，另一条是材料创新。这就是这项工作的真正意义所在。

该研究已发表在自然物理学.

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