Universiteit Leiden

nl en

Nieuw geheugen ontwikkeld voor supergeleidende computer

Als computers werken op supergeleidende stroom, verbruiken ze geen energie. Leidse natuurkundigen hebben nu controle over een nieuw soort supergeleidende geheugenelementen. Publicatie in Nature Communications.

Het wereldwijde internetverkeer zorgt voor meer CO2-uitstoot dan alle vliegtuigen bij elkaar. Computers verbruiken energie doordat hun elementen weerstand geven aan de stroom die er doorheen loopt. Ze zetten elektrische energie om in afvalwarmte. Tenzij je je laptop gebruikt als kacheltje, verspil je dus energie. Als we supergeleidende computers kunnen maken, waarin stroom oneindig blijft lopen zonder energieverlies, is dat een belangrijke stap richting een CO2-neutrale wereld. Leids natuurkundigen Jan Aarts en Kaveh Lahabi doen fundamenteel onderzoek naar het geheugen van zulke computers. Ze hebben nu als eersten controle over de bits van een nieuw soort supergeleidende geheugenelementen.

Superstroom

De onderzoeksgroep van Aarts genereert zogenoemde spin-gepolariseerde superstromen die bestaan uit paren van twee elektronen die beide dezelfde kant op draaien. Zo’n paar heet een triplet. Ze onderzoeken deze triplets door supergeleiders en magneten te combineren. Eerder lukte het al om triplets lang genoeg in hun kwetsbare toestand te laten leven om nuttig te zijn voor computers. Nu hebben ze controle verkregen over het pad dat de superstroom door het geheugenelement kiest.

Bit

Het pad van de superstroom vormt uiteindelijk een bit van het supergeleidend geheugen. Dat pad bepaalt namelijk de maximale stroomsterkte waarlangs de stroom nog supergeleidend is. De computer leest een bit uit door de stroomsterkte op te voeren tot hij, bij maximale superstroom, een spanning begint te voelen. Als dit al bij lage stroom gebeurt, is het een 0, en bij een hogere is het een 1. Het nieuwe ontwerp van het onderzoeksteam laat zelfs meer dan twee waardes toe, met naast nullen en enen ook tweeën en drieën. Omdat de onderzoekers controle hebben over het pad van de superstroom, kunnen ze de maximale sterkte kiezen, en daarmee de waarde van een bit.

Publicatie

Kaveh Lahabi, Morten Amundsen, Jabir Ali Ouassou, Ewout Beukers, Menno Pleijster, Jacob Linder, Paul Alkemade & Jan Aarts, 'Controlling supercurrents and their spatial distribution in ferromagnets', Nature Communications