Raffinierte Erfindung macht Next-Gen Supraleiter-Computer viel besser

Auf welchem Weg werden sich Computerschaltkreise in Hochleistungscomputern weiterentwickeln? Viele Forscher denken: Durch den Einsatz von Supraleiter, Material, das Strom ohne Verlust fließen lässt. Jetzt hat ein Team ein sehr wichtiges Bauteil entwickelt.

Wie packt man etwas in den Kühlschrank, ohne dass es wärmer wird?

Aktuell spricht einiges dafür, dass in den Schaltkreisen von vielen Super- und Quantencomputern der Zukunft immer mehr supraleitende Materialien zum Einsatz kommen werden. Die wichtigste Eigenschaft: Durch solche Schaltkreise können elektrische Ströme ohne Energieverlust fließen. Im Alltag gibt es aber ein großes Problem: Supraleiter haben nur bei niedrigen Temperaturen im Bereich knapp über dem absoluten Nullpunkt die gewünschten Eigenschaften, die Schaltkreise müssen also in speziellen Kühlvorrichtungen eingebettet sein. Das bringt mit sich, dass auch Lösungen entwickelt werden müssen, die Daten möglichst effektiv in und aus diesem Prozessor-Kühlschrank zu bewegen. Magneto-optischer Modulator (Paolo Pintus)Dieses Bauteil soll Next-Gen-Computer effektiv anbinden Die Verbindung nach außen erfolgt aktuell typischerweise mit Metallkabeln. Die lassen aber nur eine sehr beschränkte Datenrate zu und tragen dabei auch noch Wärme in das System. Wie Techxplore berichtet, hat ein Team, an dem unter anderem Forscher der University of California Santa Barbara, Microsoft Research und dem Tokyo Institute of Technology beteiligt waren, hier ein interessantes neues Bauteil entwickelt. Das verspricht, bisherige Verbindungstechnologien mit Supraleiter-Schaltkreisen in allen Belangen weit hinter sich zu lassen.


Licht so modulieren, wie man es braucht

Paolo Pintus, leitender Forscher der Studie, erklärt, dass sein Team für diesen Zweck einen raffinierten "optischen Modulator" entwickelt hat. Dieses Gerät ermöglicht es, die Eigenschaften eines Lichtstrahls durch ein Magnetfeld zu steuern. "Dies ist einem physikalischen Mechanismus zu verdanken, der 'magneto-optischer Effekt' genannt wird. Dieses Licht kann durch eine optische Faser wandern und Informationen aus der kalten Umgebung transportieren, ohne die Funktionalität des kalten Schaltkreises zu verändern", so Pintus zu dem Mechanismus.

Wie der Forscher betont, kann man mit dem Bauteil den ersten Konzeptnachweis für einen Hochgeschwindigkeitsmodulator auf Basis des magneto-optischen Effekts führen. Damit habe man einen "zentralen Baustein" für die effektive Kommunikation zwischen kryogener Umgebung und Elektronik bei Raumtemperatur über eine Glasfaser. In ihrer Folgearbeit wollen die Forscher jetzt verschiedene Materialien erproben, um Modulationsrate und Stromverbrauch weiter zu verbessern. Pintus macht aber klar: Die Forschung rund um "kryogene magneto-optische Materialien" wird sich in den nächsten Jahren deutlich intensivieren.

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