【希望之聲2023年6月12日】（本台記者啟術綜合編譯）
美國明尼蘇達大學雙城分校領導的團隊近日開發了一種新型超導二極管。這是電子設備中的關鍵部件，有望提高人工智能系統的性能和擴大工業應用的量子計算機。
介紹該研究的論文發表在最近的《Nature Communications》科學期刊上。與其他超導二極管相比，該設備以卓越的能源效率、同時處理多個電信號的能力及控制能量流的一系列獨特的門優於同類設備。這是一個有利於神經形態計算的特性，採用更友好的材料設計，為更廣泛的工業應用鋪平了道路。
二極管允許電流在電路中以一種方向流動，但不允許以另一種方向流動。它本質上是晶體管的一半，是計算機芯片中的主要元件。二極管通常由半導體製成，但研究人員對使用超導體製造它們很感興趣。超導體能夠傳輸能量，而不會在此過程中損失任何功率。
該團隊開發的這種新型超導二極管是一種更節能、可調諧的超導二極管，有可能廣泛使用在未來的電子設備組件上。它可以幫助擴大工業量子計算機的規模並改進人工智能系統。
研究人員使用三個「約瑟夫森結」創建了該設備。這些結是通過將非超導材料夾在超導體之間製成的。研究人員利用該設備將超導體與半導體層連接起來。
該設備的獨特設計使研究人員能夠使用電壓來控制設備的行為。該設備還具有處理多個信號輸入的能力。而典型的二極管只能處理一個輸入和一個輸出。此功能可以應用於神經形態計算。這是一種工程電路的方法，可用於模仿大腦中神經元的功能，從而提高人工智能系統的性能。
原則上，科學家們使用的方法可用於任何類型的超導體，使其比該領域的其它技術更通用、更易於使用。由於這些品質，新設備更適合行業應用，並有助於擴大量子計算機的開發規模，以實現更廣泛的應用。
該論文的資深作者、明尼蘇達大學學院副教授Vlad Pribiag介紹說：「我們想讓計算機更強大，但目前的材料和製造方法很困難。而提高計算能力的最大挑戰之一，是它們消耗了太多的能量。因此，我們考慮超導技術可能對此有所幫助。」
責任編輯：张莉莉
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