p Os computadores e dispositivos eletrônicos semelhantes ficaram mais rápidos e menores ao longo das décadas, à medida que os fabricantes de chips de computador aprenderam a encolher transistores individuais, os minúsculos interruptores elétricos que transmitem informações digitais. p A busca dos cientistas pelo menor transistor possível permitiu que mais deles fossem incluídos em cada chip. Mas essa corrida para o fundo está quase acabando:os pesquisadores estão se aproximando rapidamente do mínimo físico para o tamanho do transistor, com modelos recentes de até cerca de 10 nanômetros - ou apenas 30 átomos - de largura.

p "O poder de processamento dos dispositivos eletrônicos vem de centenas de milhões, ou bilhões, de transistores que estão interconectados em um único chip de computador, "disse o Dr. Kyeongjae Cho, professor de ciência de materiais e engenharia da Universidade do Texas em Dallas. "Mas estamos nos aproximando rapidamente dos limites inferiores de escala."

p Para estender a busca por velocidade de processamento mais rápida, a indústria de microeletrônica está em busca de tecnologias alternativas. A pesquisa de Cho, publicado online em 30 de abril na revista Nature Communications , pode oferecer uma solução expandindo o vocabulário do transistor.

p Os transistores convencionais podem transmitir apenas dois valores de informação:como um switch, um transistor está ligado ou desligado, que se traduz nos 1s e 0s da linguagem binária.

p Uma maneira de aumentar a capacidade de processamento sem adicionar mais transistores seria aumentar a quantidade de informações que cada transistor transmite, introduzindo estados intermediários entre os estados ligado e desligado dos dispositivos binários. Um assim chamado transistor lógico de múltiplos valores com base neste princípio permitiria que mais operações e uma maior quantidade de informações fossem processadas em um único dispositivo.

p "O conceito de transistores lógicos de múltiplos valores não é novo, e tem havido muitas tentativas de fazer tais dispositivos, "Cho disse." Conseguimos.

p Por meio da teoria, design e simulações, O grupo de Cho na UT Dallas desenvolveu a física fundamental de um transistor lógico de múltiplos valores baseado em óxido de zinco. Seus colaboradores na Coréia do Sul fabricaram e avaliaram com sucesso o desempenho de um dispositivo protótipo.

p O dispositivo de Cho é capaz de dois estados intermediários eletronicamente estáveis ​​e confiáveis ​​entre 0 e 1, aumentando o número de valores lógicos por transistor de dois para três ou quatro.

p Cho disse que a nova pesquisa é significativa não apenas porque a tecnologia é compatível com as configurações de chip de computador existentes, mas também porque poderia preencher uma lacuna entre os computadores de hoje e os computadores quânticos, o próximo marco potencial em poder de computação.

p Enquanto um computador convencional usa os valores precisos de 1s e 0s para fazer cálculos, as unidades lógicas fundamentais de um computador quântico são mais fluidas, com valores que podem existir como uma combinação de 1s e 0s ao mesmo tempo ou em qualquer lugar entre eles. Embora ainda não tenham sido realizados comercialmente, Acredita-se que os computadores quânticos de grande escala sejam capazes de armazenar mais informações e resolver certos problemas com muito mais rapidez do que os computadores atuais.

p "Um dispositivo que incorpora lógica multinível seria mais rápido do que um computador convencional porque operaria com mais do que apenas unidades lógicas binárias. Com unidades quânticas, você tem valores contínuos, "Cho disse.

p "O transistor é uma tecnologia muito madura, e os computadores quânticos estão longe de serem comercializados, "ele continuou." Há uma lacuna enorme. Então, como vamos passar de um para o outro? Precisamos de algum tipo de caminho evolutivo, uma tecnologia de ponte entre graus binários e infinitos de liberdade. Nosso trabalho ainda é baseado na tecnologia de dispositivo existente, então não é tão revolucionário quanto a computação quântica, mas está evoluindo nessa direção. "

p A tecnologia desenvolvida por Cho e seus colegas usa uma nova configuração de duas formas de óxido de zinco combinadas para formar uma nanocamada composta, que é então incorporado com camadas de outros materiais em uma superrede.

p Os pesquisadores descobriram que poderiam alcançar a física necessária para a lógica de múltiplos valores incorporando cristais de óxido de zinco, chamados pontos quânticos, em óxido de zinco amorfo. Os átomos que compreendem um sólido amorfo não são ordenados tão rigidamente como o são nos sólidos cristalinos.

p "Ao projetar este material, descobrimos que poderíamos criar uma nova estrutura eletrônica que permitisse esse comportamento lógico multinível, "disse Cho, quem solicitou uma patente. "O óxido de zinco é um material bem conhecido que tende a formar sólidos cristalinos e sólidos amorfos, então foi uma escolha óbvia para começar, mas pode não ser o melhor material. Nossa próxima etapa examinará como esse comportamento é universal entre outros materiais, à medida que tentamos otimizar a tecnologia.

p "Seguindo em frente, Também quero ver como podemos fazer a interface dessa tecnologia com um dispositivo quântico. "