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: شامل محاسبات ،الگوریتم‌های پردازش4444ی و کاربردهای آن در بخش‌هایی همچون مخابرات ،رمزنگاری و ... ‏ سخت‌افزارهای کوانتومی: شامل ادوات نوری و ترکیبی 2 17 ‏ قانون مور()Moore’s law مور پیش‌بینی کرد که تعداد ترانزیستورهای م44دارهای مجتم44ع 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. اگر ترانزیستورها از حد کنونی حال حاضر کوچک‌تر شود ،اثرات کوانت//ومی حاصل از خاصیت موجی ماده پدیدار می‌شود. مهمترین اثری ک///ه باعث ایجاد اختالل در رفت///ار ترانزیس///تورها در ابعاد کوچک می‌شود ،تونل زدن الکترون‌ها است. 4 17 ترانزیستورهای نوری همانن//د ترانزیس//تورهای الک//ترونیکی از س//ه قس//مت درین ،س//ورس و گیت تش//کیل ش//ده است. در گیت این نوع ترانزیستورها بجای اس//تفاده از ولتاژ ،از فوتون برای کنترل آن استفاده می‌شود. ویژگی اصلی این نوع ترانزیس//تورها کن//ترل ب//ر روی میزان عبور نور است که باعث می‌شود تنها به دو مفهوم صفر و یک اکتفا نشود. 5 17 ترانزیستورهای تک فوتونی نوری ‏ گیت این ترانزیستورها از ابر اتمی ساخته شده است که توسط یک فوتون برانگیخت44ه می‌شود .در این حالت ابر اتمی مانع از عبور ن44ور می‌ش44ود .در حالت عادی این اب44ر اجازه‌ی عبور تمامی نور ورودی را می‌دهد. ‏ در سال 2014در آموزش44گاه اپتی44ک کوانت44ومی Max Planckو در دانش44گاه 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 افزایش سرعت ترانزیستورهای سیلیکونی از تابش نور برای سرعت بخشیدن به تولید حفره و الکترون و بازترکیب این دو در سیلیکون استفاده می‌شود. ‏ دانشمندان در دانشگاه پوردو ( ) Purdueدر آزمایشات خود مشاهده کردند که با استفاده از اکسید روی ک//ه 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 سال 2015در دانش44گاه ITMOدر آزمایش44گاه نانوفوتونی44ک 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 این تکنولوژی به ترانزیستورهای با قدرت سوئیچینگ پیکوثانیه دست می‌یابیم. ‏ تنها به یک سیلیکون نانو ابعاد نیاز است 9 17 ترانزیستورهای تونل‌زنی در فیزیک کالسیک اگر انرژی الکترون‌ها از سد کم44تر باش44د 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) ‏ تطبیق فرکانس فوتون‌های ارسالی و اسپین آن با استفاده از پالس‌های لیزری و فیبر 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 با استفاده از جریان الکتریکی با اسپین یکسان و ایجاد گش44تاور توس44ط 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 سال 2014با آزمایش44ی ب44ر روی رش44ته‌های DNAدو رشته‌ای به این نتیجه رسیدند که با اس444تفاده از میدان مغناطیسی میتوان اسپین این رش444ته را جهت دهی کرد. ‏ از نتایج این آزمایش میت44وان در ساخت ادوات بی44و ب44رای ساخت ترانزیستور و یکسو کننده‌های اسپینی استفاده کرد. ‏ با توجه ب444ه سازگاری دی‌ان‌ای با ب444دن انسان این قطع444ه همچنین می‌تواند از نظر بیوالک44ترونیکی ن44یز حائز اهمیت باشد. ا تشکر از توجه شما