На днях учёные из Окриджской национальной лаборатории (ORNL) продемонстрировали новую криогенную или низкотемпературную схему ячейки памяти, основанную на связанных массивах джозефсоновских переходов. Разработка может изменить представление как о квантовых, так и о традиционных суперкомпьютерных вычислениях. Что важно, предложенная структура ячейки прошла испытание и подтвердила свою работоспособность на практике.
Эффект Джозефсона, на который опирается работа ячейки криогенной памяти, давно предсказан, изучен и даже используется на практике. Этот эффект проявляет себя разными интересными способами на так называемом джозефсоновском переходе ― охлаждённом до очень низких температур бутерброде из двух проводников, разделённых диэлектриком. На таком переходе при температуре охлаждения вблизи абсолютного нуля диэлектрик между двумя сверхпроводниками начинает пропускать электроны. Если есть ток, есть и всё остальное ― управление, измерение, генерация высоких частот и их поглощение. Фактически переход Джозефсона ― это транзистор в криогенике.
Оригинальная идея американских учёных заключается в том, что они создали ячейку памяти из трёх индуктивно связанных переходов Джозефсона. В виде чипа опытную ячейку изготовила компания SeeQC. Каждый чип содержит четыре независимые ячейки памяти с некоторыми отличиями в материалах, что было важно для изучения рабочих характеристик ячеек. В опыте чипы охлаждали до температуры 4 К, а для управления ячейками использовали обычный настольный компьютер, работающий при комнатной температуре.
Все опытные криогенные ячейки памяти продемонстрировали запись, чтение и стирание данных. Иначе говоря, вели себя как обычные ячейки компьютерной памяти. Рабочие характеристики оказались даже лучше ожидаемых. Однако о коммерческой реализации данной технологии говорить рано. Учёные провели эксперимент только с одной ячейкой. До создания даже опытных массивов подобной памяти пройдёт ещё немало времени и исследований. Но если такая память появится, она, как минимум, поможет экономить на энергопотреблении массивами памяти, которых суперкомпьютеры требуют всё больше и больше.
