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【希望之声2023年6月11日】（希望之声记者启术综合编译）
美国明尼苏达大学双城分校领导的团队近日开发了一种新型超导二极管。这是电子设备中的关键部件，有望提高人工智能系统的性能和扩大工业应用的量子计算机。
介绍该研究的论文发表在最近的《Nature Communications》科学期刊上。与其他超导二极管相比，该设备以卓越的能源效率、同时处理多个电信号的能力及控制能量流的一系列独特的门优于同类设备。这是一个有利于神经形态计算的特性，采用更友好的材料设计，为更广泛的工业应用铺平了道路。
二极管允许电流在电路中以一种方向流动，但不允许以另一种方向流动。它本质上是晶体管的一半，是计算机芯片中的主要元件。二极管通常由半导体制成，但研究人员对使用超导体制造它们很感兴趣。超导体能够传输能量，而不会在此过程中损失任何功率。
该团队开发的这种新型超导二极管是一种更节能、可调谐的超导二极管，有可能广泛使用在未来的电子设备组件上。它可以帮助扩大工业量子计算机的规模并改进人工智能系统。
研究人员使用三个「约瑟夫森结」创建了该设备。这些结是通过将非超导材料夹在超导体之间制成的。研究人员利用该设备将超导体与半导体层连接起来。
该设备的独特设计使研究人员能够使用电压来控制设备的行为。该设备还具有处理多个信号输入的能力。而典型的二极管只能处理一个输入和一个输出。此功能可以应用于神经形态计算。这是一种工程电路的方法，可用于模仿大脑中神经元的功能，从而提高人工智能系统的性能。
原则上，科学家们使用的方法可用于任何类型的超导体，使其比该领域的其它技术更通用、更易于使用。由于这些品质，新设备更适合行业应用，并有助于扩大量子计算机的开发规模，以实现更广泛的应用。
该论文的资深作者、明尼苏达大学学院副教授Vlad Pribiag介绍说：「我们想让计算机更强大，但目前的材料和制造方法很困难。而提高计算能力的最大挑战之一，是它们消耗了太多的能量。因此，我们考虑超导技术可能对此有所帮助。」
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