Любой компьютер — от громоздких машин прошлого до современных ИИ-ускорителей — опирается на физическое явление, способное представлять информацию. Десятилетиями эту роль играло управляемое движение электрического заряда через миллиарды транзисторов на чипе. Команда Технологического университета Джорджии исследует альтернативу: может ли наномасштабная механическая деформация служить новым способом представления и обработки информации.

«Будь то заряд, свет, магнетизм или деформация — вычислениям все равно, как переносится информация, лишь бы единица и ноль были представлены надежно, — сказал Асиф Хан, один из исследователей. — Наш подход изучает другой путь, смешивая несколько модальностей переноса информации».

Проект, получивший название Mechanically Amplified Ferroic-Actuated (MEFA) Logic, использует ферроидные материалы, которые слегка расширяются или сжимаются при приложении напряжения. Это движение усиливается и направляется в соседний полупроводниковый канал, где меняет характер протекания тока и позволяет устройству переключаться между логическими состояниями. Проще говоря, ученые проверяют, могут ли крошечные механические силы помогать компьютерам обрабатывать информацию.

Управление DARPA запустило программу Fast and Curious для изучения вычислительных технологий за пределами КМОП (комплементарной структуры металл — оксид — полупроводник) — транзисторной технологии, на которой работают практически все современные чипы, смартфоны и электроника. Программа предлагает исследователям разрабатывать новые устройства, материалы и архитектуры, способные работать гораздо эффективнее обычного КМОП, оставаясь совместимыми с передовым полупроводниковым производством. Она объединяет исследовательские группы из разных научных учреждений США, а также из оборонной компании Northrop Grumman.

Конечная цель проекта — продемонстрировать вычислительную технологию, способную работать с кардинально меньшими энергозатратами и при этом оставаться практичной для реальных применений. Или, по словам Хана, сочетающая «чрезвычайно низкое энергопотребление со скоростью и функциональностью, необходимыми для настоящих вычислительных систем».

Двумерные полупроводники обещают сделать транзисторы меньше, быстрее и эффективнее кремниевых. Исследователи из Тайваня создали сверхтонкий буферный слой, который позволил совместить сверхтонкий диэлектрик с высокими показателями подвижности.