В погоне за постоянным уменьшением размеров электронных чипов ученые пришли к созданию проводников, которые даже не используют электроны для проведения электрического тока.
Перспективы использования таких проводников - квантовые компьютеры и сверхбыстрые транзисторы с низким энергопотреблением.
Профессор Алекс Гамильтон (Alex Hamilton) и доктор Адам Миколич (Adam Micolich) из университета Нового Южного Уэльса (Сидней, Австралия) для ускорения работы и снижения потребления энергии чипами решили использовать в качестве носителей электрического тока не электроны, а "дырки". Правда, для того, чтобы такой "анти-ток" смог протекать, им понадобилось создать совершенно новый тип проводника - квантовые проводники, сообщает EurekAlert.
Квантовые проводники в 100 раз тоньше человеческого волоса, что позволяет использовать квантовые свойства полупроводников. Но не только малые размеры квантовых струн позволили сделать такое необычное открытие. Дело в том, что сами "дырки" имеют определенный спин, и благодаря этому их можно использовать в квантовых вычислениях, которые выполняют квантовые компьютеры. А квантовые нано-струны могут играть роль "информационных магистралей" между квантовыми транзисторами.
"Мы почти десятилетие работали над проблемой квантовых струн, и теперь наши исследования, наконец, увенчались успехом, - говорит профессор Гамильтон. - Это открытие произведет революцию в области квантовых компьютерах, приблизив время их появления в бытовой электронике".
Производители микроэлектронных чипов обычно заинтересованы в постоянном увеличении скоростей полупроводниковых чипов, поэтому сегодня к гибридной магнитоэлектронной спинтронике привлечено пристальное внимание со стороны крупных компаний-инвесторов и производственных корпораций. Компания IBM, например, планирует в течение следующих 5-7 лет вывести на рынок спинтронные устройства хранения данных, обладающие высокой информационной плотностью.
Еще одно достоинство квантовых проводников в том, что они изолируют отдельные электроны, и ученые могут проводить над ними различные операции. Однако проф. Гамильтон упоминает и о проблеме, возникшей при работе с квантовыми устройствами: "Сегодня мы не можем производить достаточно качественные дырочные наноструктуры, так как традиционные технологии этого пока не позволяют. В нашем эксперименте дырки, перемещаясь по квантовому проводнику, испытывали сопротивление со стороны дефектов, имеющихся в нано-проводниках. Как только нам удастся снизить их количество, можно будет создать квантовые транзисторы и подобные им устройства".
Еще одно отличительное свойство "тока наоборот" - его спиновая упорядоченность. В проделанном эксперименте "дырки" перемещались одна за другой вдоль нанонити, и при этом спин каждой "дырки" был направлен вдоль проводника. По словам проф. Гамильтона, "это идеальная база для создания транзисторов, работающих с отдельными спинами". Электроны же не могут так спиново-упорядоченно проходить через проводники. Как сообщили ученые, их дальнейшая цель - совершенствование наноструктуры квантовых проводников для того, чтобы в будущем на их основе сконструировать спиновой транзистор.
новости по теме
Революция в электронике - квантовый компьютер. Канадская компания D-Wave провела в Калифорнии презентацию первого в мире квантового компьютера на совершенно ином принципе, чем вся современная техника.
Создан первый программируемый квантовый компьютер. Физикам из Национального института стандартов и технологий в США впервые удалось собрать простейший программируемый квантовый компьютер. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводит New Scientist.
Физики впервые засняли движение электрона. Группа шведских ученых из университета Лунда впервые засняла движение электрона, создав для этого квантовый стробоскоп, испускающий очень короткие лазерные вспышки, сообщает журнал Physical Review Letters.
В погоне за постоянным уменьшением размеров электронных чипов ученые пришли к созданию проводников, которые даже не используют электроны для проведения электрического тока. 
