明尼苏达大学双城分校领导的一个团队开发了一种新的超导二极管，它是电子设备中的一个关键部件，可以帮助扩大量子计算机的工业用途，并提高人工智能系统的性能。与其他超导二极管相比，研究人员的装置更加节能；可以同时处理多个电信号；并且包含一系列控制能量流动的门，这一功能以前从未被集成到超导二极管中。
这篇论文发表在《自然-通讯》上，这是一本涵盖自然科学和工程的同行评审科学期刊。
二极管只允许电流在电路中流向一个方向，而不是另一个方向。它基本上是晶体管的一半，是计算机芯片的主要构成元素。二极管通常是用半导体制造的，但研究人员对用超导体制造它们很感兴趣，因为超导体有能力在传输能量的过程中不损失任何能量。
“我们想让计算机变得更强大，但以我们目前的材料和制造方法，很快就会遇到一些硬性限制，”论文的资深作者、明尼苏达大学物理和天文学学院的副教授弗拉德-普里比亚格说。”我们需要新的方法来开发计算机，而现在提高计算能力的最大挑战之一是它们耗散的能量太多。因此，我们正在考虑超导技术可能有助于解决这个问题的方法。”
明尼苏达大学的研究人员使用三个约瑟夫森结创建了这个设备，约瑟夫森结是通过在超导体之间夹住非超导材料的碎片制成的。在这种情况下，研究人员用半导体层连接超导体。该设备的独特设计使研究人员能够使用电压来控制该设备的行为。
他们的设备也有能力处理多个信号输入，而典型的二极管只能处理一个输入和一个输出。这一特点可以在神经形态计算中得到应用，这是一种工程化的方法。
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