Mga Key Takeaway
- Sinasabi ng mga mananaliksik na ang isang pambihirang tagumpay sa paggamit ng liwanag upang magpadala ng impormasyon ay maaaring humantong sa napakababang paggamit ng kuryente na mga gadget.
- Gumamit ang mga mananaliksik ng bagong uri ng semiconductor upang lumikha ng mga quantum dots na nakaayos tulad ng isang karton ng itlog.
- Ang bagong pananaliksik ay kabilang sa maraming bagong teknolohiya na maaaring magbigay-daan para sa mga ultra-low-power na device.
Ang isang kamakailang tagumpay sa pagpapadala ng impormasyon gamit ang liwanag ay maaaring humantong sa napakababang paggamit ng kuryente na mga gadget.
Ipinakita ng mga mananaliksik kung paano nila magagamit ang quantum effect na kilala bilang nonlinearity upang baguhin at makita ang mahinang signal ng liwanag. Ang pag-unlad sa kalaunan ay maaaring magamit sa mga personal na kagamitang elektroniko. Ngunit huwag asahan na makakakita ng quantum gadget sa Best Buy anumang oras sa lalong madaling panahon.
"Ang diskarte na inilalarawan sa artikulong ito ay may kaugnayan at kapana-panabik, ngunit mukhang malayo ito sa pag-deploy," Scott Hanson, ang tagapagtatag at punong opisyal ng teknolohiya ng Ambiq, isang kumpanya na dalubhasa sa mga aparatong mababa ang kapangyarihan, sinabi sa isang panayam sa email.
"Ang mga chips na ginagamit sa mga pinakabagong gadget ngayon ay nakabatay sa halos parehong silicon-based na 'switch' na umiral sa loob ng mga dekada. Kahit na ang maliliit na pagbabago sa paraan ng paggawa ng mga chips na ito ay tumatagal ng maraming taon bago i-deploy."
Ang Quantum Effects ay Humantong sa Pagtuklas
Gumamit ang mga mananaliksik ng bagong uri ng semiconductor upang lumikha ng mga quantum dots na nakaayos tulad ng isang karton ng itlog. Ginawa ng team ang egg carton energy landscape na ito na may dalawang flakes ng semiconductor, na itinuturing na dalawang-dimensional na materyales dahil gawa ang mga ito sa iisang molecular layer, ilang atoms lang ang kapal.
May mga quantum properties ang two-dimensional semiconductors na ibang-iba sa mas malalaking chunks, at maaaring gamitin sa mga low-power na device.
Para ito ay maging sustainable, kailangan nating maghanap ng paraan para mapanatili ang buhay ng baterya-na ang ibig sabihin ay pagpapatakbo ng electronics na may kaunting lakas.
"Nag-isip ang mga mananaliksik kung ang mga nakikitang nonlinear na epekto ay maaaring mapanatili sa napakababang antas ng kapangyarihan-pababa sa mga indibidwal na photon. Ito ay magdadala sa atin sa pangunahing mas mababang limitasyon ng paggamit ng kuryente sa pagproseso ng impormasyon, " Hui Deng, isang propesor sa pisika at matandang may-akda ng papel sa Kalikasan na naglalarawan sa pananaliksik, sinabi sa isang pahayag.
Ang isang pangunahing hamon na kinailangang mapagtagumpayan ng mga mananaliksik ay kung paano kontrolin ang mga quantum dots. Upang kontrolin ang mga tuldok bilang isang grupo na may liwanag, ang koponan ay bumuo ng isang resonator sa pamamagitan ng paggawa ng isang salamin sa ibaba, paglalagay ng semiconductor sa ibabaw nito, at pagkatapos ay pagdeposito ng pangalawang salamin sa ibabaw ng semiconductor.
"Kailangan mong kontrolin ang kapal nang napakahigpit upang ang semiconductor ay nasa maximum na optical field, " sinabi ni Zhang Long, isang postdoctoral research fellow sa Deng's lab at unang may-akda sa papel, sa press release.
Maaaring dalhin ng bagong 2D semiconductors ang mga quantum device sa temperatura ng kwarto kaysa sa matinding lamig na kasalukuyang kinakailangan.
"Malapit na tayo sa pagtatapos ng Moore's Law," sabi ni Steve Forrest, isang propesor sa engineering at kasamang may-akda ng papel, na tumutukoy sa trend ng density ng transistors sa isang chip na nagdodoble kada dalawang taon, sa ang paglabas ng balita.
"Ang mga two-dimensional na materyales ay may maraming kapana-panabik na electronic at optical na mga katangian na maaaring, sa katunayan, ay humantong sa amin sa lupaing iyon na higit sa silicon."
Kung magbunga ang pananaliksik ni Deng, ang Ultra-Low Power Devices (ULPD) ay maaaring maging malaking pakinabang sa mga user, sinabi ni Charlie Goetz, CEO ng Powercast, isang wireless power company, sa isang panayam sa email."Paganahin nila ang lahat ng mga network ng IoT na i-configure at i-deploy. Ang mga ito naman, ay magpapakain sa AI, na maaaring i-convert ang dami ng input sa kalidad na output," dagdag niya.
"Ang mga ULPD ang magiging enabler factor na magtutulak ng mas luntian, mas ligtas, mas mahusay at matalinong mga lungsod sa hinaharap."
Paggalugad sa Maraming Avenue hanggang Low Power
Ina-explore ng mga mananaliksik ang maraming iba pang teknolohiyang maaaring magbigay-daan para sa mga ultra-low power na device.
"Nagkaroon ng mga kahanga-hangang pag-unlad sa System on a Chip (SoC) space nitong mga nakaraang taon, " sabi ni Goetz. "Ang mga device na ito na mababa ang power ay maaaring tumakbo nang maraming taon sa isang baterya at, higit na makabuluhan, maaaring paganahin nang wireless sa malayo gamit ang mga frequency ng radyo o sa ilang mga kaso, infrared."
Ang sangkatauhan ay lumalangoy sa mga baterya mula sa smartphone hanggang sa mga alarma sa sunog, sabi ni Hanson. "Mabilis itong nagiging hindi mapangasiwaan habang ang ating mga damit, tahanan, at mga lungsod sa paligid natin ay nagiging 'matalino' at 'konektado,'" dagdag niya.
"Para ito ay maging sustainable, kailangan nating maghanap ng paraan para mapanatili ang buhay ng baterya-na ang ibig sabihin ay pagpapatakbo ng electronics na may kaunting lakas. Ang mga teknolohiyang nakakatugon sa layuning ito ng 'pagsipsip ng mas kaunting kuryente' ay kritikal."
