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佐治亚州立大学利用过渡金属二硫化物提升计算机速度和内存性能
2018-10-10


[据物理学组织网站2018102日报道] 近期,佐治亚州立大学研究发现,利用过渡金属二硫化物所拥有的光学特性,可使计算机计算速度与信息存储效率提升数百万倍。该研究已发表于《物理评论B》上。



目前,计算机的运行时标不到一纳秒。近期,佐治亚州立大学的研究人员提出基于过渡金属二硫化物构建计算机的方案,有望使计算机的运行时标达到飞秒量级,计算速度和存储速度提升数百万倍。



研究人员指出,没有什么比光更快的了,研制速度更快计算机的唯一途径就是利用光学,而不是电子学。当前,电子计算机工程师主要通过增加处理器的个数来提升计算机的速度,但这种方法已经到达极限,难以使计算机速度进一步提升。将过渡金属二硫化物引入计算机中,将开创一种完全不同的信息技术方法,有望将计算机性能提升数百万倍。1飞秒仅为十亿分之一秒,研究人员提出,过渡金属二硫化物具有在飞秒尺度内进行信息处理的潜力。



过渡金属二硫化物具有六角形晶格结构,由两层硫族原子夹一层过渡金属原子构成。正是这种六角形晶格结构有助于提升计算机处理器的计算和存储速度。过渡金属二硫化物是二维材料中的一员,具有许多优良的特性,包括稳定性强、无毒、超薄、重量轻、机械强度大等,常见的过渡金属二硫化物有二硫化钼、二硒化钨等。佐治亚州立大学的研究人员正是利用过渡金属二硫化物的光学特性来大幅提升计算机的计算和存储速度的:在过渡金属二硫化物的六角形晶格结构中,由于所处位置不同,电子呈现两种不同的自旋状态,这种运动会引起一种被称为拓扑共振的新效应,通过该效应可在几飞秒的时间内实现1比特信息的读取、写入或处理。



过渡金属二硫化物的种类很多,研究人员下一阶段将筛选出最理想的过渡金属二硫化物材料应用于计算机技术。(工业和信息化部电子第一研究所  李铁成)



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