آخرین دستاوردهای دیجیتال کوانتومی

صفحه 1:
آخرين دستاوردهاى ديجيتال كوانتومى سمينار درس الكترونيك كوانتومى استاد درس: رشته مهندسی برق | گرایش الکترونیک جناب آقاى دكتر محمدنزاد 

صفحه 2:
RSE eee Sec) en eee ae ‎١‏ نرم‌افزارهای کوانتومی: شامل محاسبات. الكوريتمهاى بردازشى و كاربردهاى كن در بخشهابى همجون مخابرات. رمزنكارى و ... ‏“! سختافزارهاى كوانتومى: ‎ea eed‏ ك2 

صفحه 3:
1 1 ا لل يا ا ا د لمان ال اس ور ‎ey ee ee od‏ 2X growth in 1.96 years! OPS Pentium® proc Transistors (MT) 1980 1990 2000 Year 

صفحه 4:
بايان كار قانون مور»؟ ۱ ‏ا ا ا‎ CR SoM Dye a pre ae Bove) ir weer pws ‏ا ل‎ vee pe) nae ne Ste eRe Ree ee | ens ee ۱ ae ete مهمترین اثری که باعث ایجاد اختلال در رفتار ترانزیستورها در ابعاد ۱ > 

صفحه 5:
SE Sy ee bed ‎el‏ ا ا لا قسمت درينء سورس و كيت تشكيل شده است. ‏71 در 5 ‏ولتاژه از فوتون برای کنترل آن استفاده می‌شود. ‏ویژگی اصلی این نوع ترانزیستورها کنترل بر ‎ee ‏ا‎ By ey aC sreneS 3) ‏به دو مفهوم صفر و یک اکتفا نشود. ‎ ‏لین نوع ترانزیستورها بجای استفاده از ‎orm‏ ‎(free-space) ‎ 

صفحه 6:
ترانزيستورهاى تك فوتونى نورى ا م ا ا ال تا مىشود. در لين حللت ابر اتمى ملنع از عبور نور مىشود. در حللت عادى اين ابر اجازه‌ی عبور تمامی نور ورودی را می‌دهد. ۱ 0 

صفحه 7:
۱ ۳۳ Sy ee Bess) Rydberg cuss ~ PAR et Soot a TSS ‏ا ا‎ ‏کلوین)‎ ‎es mssrgs ree ci at‏ | ۳ درز( ‏ات عوماه 0ك ‎excites atoms‏ ‎a ‏۳ 8 ‎ert)‏ ههه و ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 8:
۱ eS en eek o sae ea fer one ee Reena aa 0 nee eee rer ens ا ا ۱ | ‎A VAC) erence peers iy‏ 0 سرعت تولید و بازترکیب حامل‌ها را تا 5000000 ا ا ا و 0 

صفحه 9:
۳ BON ‏ا‎ ecm ‏ا‎ [¢ir ‏ا ا‎ Oa ‏روسیه‎ 1 1 teal oer Pe od IA er epere SO Perea RO en DSI stone eee neko an oe ‏با استفاده از لين تكنولوزى.به ترانزيستورهاى.با قدرت سوئيجينى بيكوثانيه دست‎ “ low intensity ۱۳۱۱۱۱ ‏لا‎ 

صفحه 10:
‎a‏ ترانزیستورهای تونل‌زنی ‎ors SNe eco Reese are‏ 0ت نميتواند از سد عبور كند اما در فيزيك كوانتومى... ‎ ‎ee ‎‘Quantum ‎picture 

صفحه 11:
ترانزیستورهای تونل‌زنی 

صفحه 12:
ترانزيستورهاى تونل زنى ۱ ‏ا ا‎ reer ee Fe Se ae ‏میتوان ترانزیستور را روشن نمود.‎ . ‏استفاده از عناصر ستون ۲ و ۵ جدول مندلیوات‎ Aluminum Gallium Antimonide Indium Arsenide Indium Gallium Arsenide مد مد مد < < ولتاژ آستانه مابین ۰/۲ تا ۰۱۶ 

صفحه 13:
Rae Perera een can ener sane ib cn a و ۱ السمهاى ليزرى و فيبر نورى با اتمهاى یر 

صفحه 14:
1 Magnetoresistive 1۷ Random Access 

صفحه 15:
۱۴ Cee ‏ا‎ 1 eee crepe rer ee | Ree Pe ‏خواندن: با استفاده از مقاومت مغناطيسى‎ Easy Axis Field سا Free Layer Tunnel Barrier Fixed Layer Hard Axis a | Isolation Transistor = OFF” 

صفحه 16:
ف فرایند نوشتن و خواندن 1 eee eee ‏اين اسيينها‎ 1 1 Select Transistor Spin Torque ~ Current induced ‘Magnetic Switching 

صفحه 17:
۱۶ ۳ ویژگی‌های ۲۸8۸۵۱۷ “! سرعت بالادر خواندن و نوشت ‎MRAM‏ ‎ea‏ high-speed read & write ‏ود‎ ‎ron-voiatle ‏و‎ unlimited endurance low cost 00 

صفحه 18:
کوانتوم مولکولی < دانشمندان در سال ۲۰۱۴ با آزمایشی بر روی رشته‌های 00000 0100 es ey TY ‎ede ia!‏ مه ‎Sg ‏< از نتایج لین آزملیش میتوان در ساخت ادوات بیو برای ساخت ترانزیستور و یکسو کننده‌های اسپینی استفاده کرد. ‏“ با توجه به سازكارى دىاناى با بدن انسان اين قطعه ل ا ل ‎unde ‎ ‎ 

صفحه 19:


آخرین دستاوردهای دیجیتال کوانتومی سمینار درس الکترونیک کوانتومی رشته مهندسي برق /گرايش الکترونیک استاد درس: جناب آقای دکتر محمدنژاد 1 17 مقدمه ‏ کوانتوم دیجیتال را میتوان در دو دسته طبقه بندی نمود: ‏ نرم‌افزارهای کوانتومی: شام4ل محاس4بات ،الگوریتم‌های پردازش4ی و کاربردهای آ4ن در بخش‌هایی همچون مخابرات ،رمزنگاری و ... ‏ سخت‌افزارهای کوانتومی: شامل ادوات نوری و ترکیبی 2 17 ‏ قانون مور()Moore’s law مور پیش‌بین4ی کرد ک4ه تعداد ترانزیس4تورهای مدارهای مجتم4ع هر دو سال تقریبا دو برابر می‌شود. 3 17 پایان کار قانون مور؟؟ اخیرا مور اعالم کرد که این پیشبینی دیگر درست نخواهد بود. ‏ تکنولوژی ساخت ترانزیستورها به اندازه‌های اتمی رسیده است. کت3ر شود ،اثرات کوانتومی اگ3ر ترانزیس3تورها از ح3د کنون3ی حال حاض3ر کوچ ‌ حاصل از خاصیت موجی ماده پدیدار می‌شود. مهمتری3ن اثری ک3ه باع3ث ایجاد اختالل در رفتار ترانزیستورها در ابعاد کوچک می‌شود ،تونل زدن الکترون‌ها است. 4 17 ترانزیستورهای نوری همانن3د ترانزیس3تورهای الکترونیک3ی از سه قس3مت دری3ن ،س3ورس و گی3ت تشکیل شده است. در گی3ت ای3ن نوع ترانزیس3تورها بجای استفاده از ولتاژ ،از فوتون برای کنترل آن استفاده می‌شود. ویژگ3ی اص3لی ای3ن نوع ترانزیستورها کنترل بر روی میزان عبور نور است که باعث می‌شود تنها به دو مفهوم صفر و یک اکتفا نشود. 5 17 ترانزیستورهای تک فوتونی نوری ‏ گی4ت ای4ن ترانزیس4تورها از ابر اتم4ی س4اخته شده اس4ت ک4ه توس4ط ی4ک فوتون برانگیخته می‌شود .در ای4ن حال4ت ابر اتم4ی مان4ع از عبور نور می‌شود .در حال4ت عادی این ابر اجازه‌ی عبور تمامی نور ورودی را می‌دهد. ‏ در س4ال 2014در آموزشگاه اپتی4ک کوانتومی Max Planckو در دانشگاه اشتوتگارت در سال 2013در دانشگاه MIT 6 17 ترانزیستورهای تک فوتونی نوری ‏ وضعیت Rydberg ‏ فضای ابری سرد شده متشکل از روبیدیم یا سزیم (حدود 0/4درجه‌ی کلوین) ‏ فوتون برانگیخته کننده (با طول موجی حدود 800نانومتر) 7 17 ترانزیستورهای سیلیکونی سریع ‏ برای افزای3ش س3رعت ترانزیس3تورهای س3یلیکونی از تابش نور برا3ی س3رعت بخشیدن ب3ه تولید حفره و ا3لکترون و بازترکیب این دو در سیلیکون استفاده می‌شود. ‏ دانشمندان در دانشگاه پوردو ( )Purdueدر آزمایشات خود مشاهده کردن3د ک3ه ب3ا اس3تفاده از اکس3ید روی که با آلمینیم پوشانده شده ( )AZOمیتوان سرعت جذب نور و در نتیجه سرعت تولید و بازترکیب حامل‌ها را تا 500برابر افزایش داد .در نتیجه‌ی این آزمایش سرعت ترانزیستور 10برابر افزایش یافت. ‏ مهمترین مزیت این ترانزیستور در این است که پروسه ساخت آن با پروسه ساخت CMOSتطابق دارد. 8 17 ترانزیستورهای نوری نانو ‏ در س4ال 2015در دانشگاه ITMOدر آزمایشگاه نانوفوتونیک و متامتریال در روسیه ‏ مشاهده شد جهت‌هایی که یک ماده‌ی سیلیکونی نانو ابعاد ،نور را پراکنده می‌کند با استفاده از لیزر فمتوثانیه‌ای با طول موج 400تا 900نانومتر قابل کنترل است. ‏ کنترل جهت های پراکندگی به شدت پرتوهای لیزر وابسته است. ‏ با استفاده از ای4ن تکنولوژیب4ه ترانزیس4تورهایب4ا قدرت س4وئیچینگ پیکوثانیه دست می‌یابیم. ‏ تنها به یک سیلیکون نانو ابعاد نیاز است 9 17 ترانزیستورهای تونل‌زنی در فیزی4ک کالس4یک اگ4ر انرژ4ی الکترون‌ه4ا از س4د کمت4ر باشد نمیتواند از سد عبور کند اما در فیزیک کوانتومی... 10 17 ترانزیستورهای تونل‌زنی 11 17 ترانزیستورهای تونل‌زنی ‏ تونل زدن الکترون‌ها به میزان حامل‌ها بستگی ندارد ،بنابراین با اعمال ولتاژ بسیار کوچکی میتوان ترانزیستور را روشن نمود. ‏ استفاده از عناصر ستون 3و 5جدول مندلیوف ‏ ‏Aluminum Gallium Antimonide ‏ ‏Indium Arsenide ‏ ‏Indium Gallium Arsenide ‏ ولتاژ آستانه مابین 0/2تا 0/6 12 17 دیودهای نوری ‏ در سال 2014توسط دانشمندان اتریشی ‏ استفاده از اتم‌های سزیم و روبیدیم سرد شده ( 0/4درجه‌ی کلوین) ‏ تطبی4ق فرکان4س فوتون‌های ارس4الی و اس4پین آ4نب4ا اس4تفاده از پالس‌4های لیزری و فی4بر نوری با اتم‌های سزیم و روبیدیم Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM) 13 17 14 17 فرایند نوشتن و خواندن ‏ نوشتن :با اسفاده از میدان مغناطیسی ‏ خواندن :با استفاده از مقاومت مغناطیسی 15 17 فرایند نوشتن و خواندن ب4ا اس4تفاده از جریان الکتریک4ی ب4ا اس4پین یکس4ان و ایجاد گشتاور توسط این اسپین‌ها 16 17 ویژگی‌های MRAM ‏ سرعت باال در خواندن و نوشتن ‏ غیر فرار ‏ کم هزینه ‏ پایداری بسیار باال 17 17 کوانتوم مولکولی ‏ دانشمندان در س4ال 2014ب4ا آزمایشی بر روی رشته‌های DNAدو رشته‌ای ب4ه ای4ن نتیج4ه رس4یدند ک4ه ب4ا استفاده از میدان مغناطیس4ی میتوان اس4پین ای4ن رشت4ه را جه4ت دهی کرد. ‏ از نتای4ج ای4ن آزمای4ش میتوان در س4اخت ادوات بیو برای ساخت ترانزیستور و یکسو کننده‌های اسپینی استفاده کرد. ‏ ب4ا توج4ه ب4ه س4ازگاری دی‌ان‌ای ب4ا بدن انس4ان ای4ن قطعه همچنی4ن می‌توان4د از نظ4ر بیوالکترونیک4ی نی4ز حائ4ز اهمیت باشد. ا تشکر از توجه شما