News: Computerlogik ohne Transistoren
Greg Snider von der University of Notre Dame in Indiana stellt in Science vom 9. April 1999 das erste logische QCA-Schaltelement vor. Es besteht aus einer Zelle, die aus vier Quantenpunkten aufgebaut ist. Jeder dieser Punkte ist aus Aluminium und bisher noch ein paar Mikrometer groß. Die Grenze zu den Nachbar-Quantenpunkten besteht aus Aluminiumoxid, durch welches die Elektronen hindurchtunneln können. Normalerweise verbleibt das Elektron also in einem Quantenpunkt. Erst wenn ein elektrisches Feld aus der Umgebung die energetischen Bedingungen verändert, wandert es gegebenenfalls in den nächsten Punkt. Die Quantenpunkt-Zelle hat dann eine "1" gespeichert, wenn sich die beiden eingeschlossenen Elektronen in den Punkten rechts oben und links unten befinden und eine "0", wenn sie in den anderen Quantenpunkten sind.
Snider veränderte durch Inputs an dem Gate-Kontakt des QCA dessen Verhalten und überprüfte mit zwei Elektrometern, die auf einzelne Elektronen ansprechen, die Reaktionen des Schaltelements. Zu seiner Befriedigung verhielt es sich wie vorher theoretisch berechnet.
In der Zukunft könnten auf einem Chip von einem Zentimeter Kantenlänge bis zu einer Billion QCA-Schaltelemente untergebracht werden, statt der sechs Millionen konventioneller Bauteile in heutigen Chips. Allerdings sind bis dahin noch eine Menge Probleme zu lösen. Die bisherigen QCA sind noch viel zu groß, und sie arbeiten nur bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt. Nach Meinung von Experten wird es noch mindestens zwanzig Jahre dauern, bis der erste Computer ohne Transistoren, Drähte und Lüfter (zur Kühlung der Chips) auf dem Tisch steht. Der erste Schritt ist jetzt aber schon getan.
Siehe auch
- Spektrum Ticker vom 10.7.1998
"Dünner geht es nimmer" - Spektrum Ticker vom 13.8.1998
"Wie entstehen Quantenpunkte?"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich) - Spektrum der Wissenschaft 3/93, Seite 52
"Quantenpunkte"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)
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