Углеродные нанотрубки обладают исключительными механическими и электрическими свойствами. Эти крошечные цилиндры изготовлены из листов графена, и в основном используются в литий-ионных аккумуляторах. Однако благодаря своей превосходной электропроводности, стабильности и сверхтонкой структуре они считаются перспективным материалом для полупроводников следующего поколения.

От обычных кремниевых чипов новый транзистор отличается тем, что использует троичную логику вместо традиционной двоичной системы: обрабатывает данные не только в единицах и нулях, но и в третьем состоянии. Такая троичная логическая система повышает эффективность передачи данных в пределах одного и того же физического пространства, позволяя выполнять более быстрые и энергоэффективные вычисления.

В основу архитектуры нового транзистора была положена концепция транзисторов с затвором источника (SGT), сообщает Tribune. Регулируя напряжение затвора, такой транзистор может переключаться между тремя различными состояниями тока, тем самым создавая основу для троичных логических схем.

По словам Пэна и его команды, новый транзистор на основе висмута превосходит самые передовые аналогичные устройства от Intel, TSMC, Samsung и Бельгийского межуниверситетского центра микроэлектроники в аналогичных условиях эксплуатации. Он может работать на 40% быстрее, чем современный 3-нм кремниевые чипы TSMC или Intel, расходуя на 10% меньше энергии. «Это самый быстрый, самый эффективный транзистор в мире», — говорится в официальном заявлении на сайте вуза.

Чтобы проверить возможности своего нового чипа, исследователи создали нейронную сеть, способную обучаться и рассуждать, имитируя связи между нейронами в человеческом мозге. Испытания показали, что нейросеть достигла идеальной точности классификации рукописных цифр, продемонстрировав огромный потенциал в выполнении задач распознавания изображений и машинного обучения.

«Если инновации в области микросхем на основе существующих материалов считаются „коротким путем“, то наша разработка транзисторов на основе двумерных материалов сродни смене полосы движения, — сказал Пэн. — Хотя этот путь и возник из необходимости, связанной с текущими санкциями, он также заставляет исследователей искать решения с новых точек зрения».

Сингапурские ученые добились существенного прогресса в разработке углеродных квантовых материалов следующего поколения. В частности, они создали новый тип графеновых нанолент с уникальным зубчатым краем, на котором находится особое краевое состояние.