忘れ去られた物質がグリーン データセンターと量子コンピューターの解決策となる可能性がある

80年以上前に発見された物質が、その未来を根本的に変えることを約束する一連の実験のおかげで、突然脚光を浴びている テクノロジー。米国の研究者グループがこの研究への関心を再燃させている チタン酸バリウム、その独特の電気光学特性で 1941 年以来知られている物質です。電気信号を光信号に変換できる材料の理由は、本質的に電気と光の間の「変換器」として機能することです。

電子情報をフォトニクスに変換できるということは、より低いエネルギー損失でより高速なデータ伝送を意味します。言い換えれば、バリウムチタンは、今日のコンピューターと将来のコンピューターの間のミッシングリンクである可能性があります。 量子インフラストラクチャ、情報は電子ではなく光子で伝わります。

バリウムチタニアは数十年前に発見されましたが、センサーや信号変換器などの電気光学デバイスの業界の主要材料にはなりませんでした。その理由は、 不安定 そして 制作難易度 の。したがって、このギャップは何年にもわたって埋められました ニオブ酸リチウム、より「静か」で製造が容易な材料ですが、性能は明らかに低くなります。

このバランスが変わってきているようです。彼の研究者 ペンシルベニア州立大学 彼らは、先駆的なアプローチを使用して、チタン酸バリウムを再び注目の的にすることに成功しました。 薄膜 そしてそれを管理された機関に提出しました 機械的応力。結果？彼の資質が開花した。

«古典的な素材を適切な圧力条件下に置きました。私たちが見たものは、これまで不可能だと考えられていたものでした」と説明します。 ヴェンカット・ゴパラン、材料科学の教授であり、研究の共著者。

この実験では、電子を光子に変換するチタン酸バリウムの能力という印象的な結果が得られました。 10倍以上に増えた 以前のパフォーマンスなどと比較して 室温で。ほとんどの場合と同様、これは非常に重要です。 量子技術 での操作が必要です 極低温つまり、エネルギーを大量に消費し、維持に費用がかかるほど寒い条件下です。

極端な冷却を行わずに同様のパフォーマンスを達成することで、より効率的かつ経済的に動作できる量子コンピューターと光インターフェースへの道が開かれます。

ただし、この発見には、同様に重要な 2 番目の拡張機能があります。 データセンター。現在、これらの巨大なデータセンターは、 膨大な量のエネルギー、主に涼しさを保つためです。電子を介して情報を送信すると熱が発生し、コンピューティング能力の必要性が高まるにつれて、エネルギー消費も増加します。

これはまさにチタン酸バリウムの出番です。電子接続が次のようなものに置き換えられれば、 光学つまり、光子の伝達により、熱生成を劇的に減らすことができます。で説明されているように、 エイデン・ロス、研究の共著者:

電気の代わりに光で情報を運ぶということは、過熱のリスクを減らし、冷却システムの必要性を減らしながら、より多くのデータを並行して送信できることを意味します。

言い換えれば、私たちは次のような未来について話しているのです。 人工知能コンピューティングノード または大きなもの クラウドデータセンター これは、電力需要が急増する中で重要な開発です。

結果を雑誌に掲載 先端材料 すでに国際科学界に興奮を引き起こしています。ペンシルバニア州立大学のアプローチを産業規模で適用できれば、 新世代の量子システム、光伝送ネットワーク、およびより効率的なコンピューティングインフラストラクチャ。

もちろん、ハードウェアの安定性、大量生産、既存のデータ アーキテクチャへの統合など、いくつかの技術的なハードルが残っています。しかし、数十年ぶりに、チタン酸バリウムがその地位を獲得したようです。 セカンドチャンス そして、エレクトロニクスとフォトニクスの世界を統合し、次のようなビジョンをもたらす材料となる可能性があります。 よりクリーンで、より速く、より持続可能なテクノロジー。

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