پردازش اطلاعات در ابعاد کوانتومی با استفاده از گیت های منطقی مولکولی: مروری بر تاریخچه، ویژگی ها و فناوری های مبتنی بر آن

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 341

فایل این مقاله در 21 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IAT-1-1_003

تاریخ نمایه سازی: 10 آبان 1400

چکیده مقاله:

در صنعت الکترونیک ثابت شده است که، پایین آوردن مقیاس قطعات سیلیکونی تا زیر nm۱۰ و بسته بندی میلیون ها مورد از آن ها در یک تراشه ایده جالبی نخواهد بود. این امر به دلیل مصرف انرژی بالا، هزینه ساخت بالا، محدودیت­های ناشی از مکانیک کوانتومی و دشواری­های فنی است که مانع از کوچک­تر شدن بیشتر افزاره­های الکترونیکی می­شوند. لذا، بایستی محققان به چیزی غیر از سیلیکون فکر کنند تا افزاره الکترونیکی با تراکم بسیار زیاد بسازند. از این رو، داده ورزی مولکولی، می­تواند با بررسی و اکتشاف گستره وسیعی از ساختارهای مولکولی، جایگزین مناسبی برای منطق دیجیتال مرسوم ارائه دهد تا قادر به کدگذاری یا دست کاری موثر داده­ها باشد. بنابراین، بسترهای مولکولی را می­توان به عنوان افزاره­های محاسباتی در نظر گرفت که براساس مجموعه­ای از عملگرهای منطقی، ورودی­های فیزیکی و شیمیایی را به خروجی­های مطلوب تبدیل می­کنند. این حوزه در زیرشاخه سخت افزار فناوری­های محاسبات کوانتومی قرار می­گیرد و بنابراین، ساخت     افزاره­های الکترونیکی و حسگرهای مولکولی کارآمدتر تاثیرات مثبت معناداری بر توانمندی­های دفاعی و امنیتی یک کشور دارند. در این مقاله مروری، ابتدا مختصری از تاریخچه افزاره­های مولکولی ارائه می­شود، چرا که آگاهی از سیر تحول یک موضوع علمی می­تواند زمینه­ساز پیشرفت اصولی­تر باشد. در گام بعدی، دلایل اصلی تغییر رویکرد به سوی افزاره­های مولکولی توضیح داده شده و با معرفی گیت­های منطقی مورد استفاده، محدودیت­های بنیادین و فنی حاکم بر ادوات کلاسیک ذکر می­شوند. سپس، قابلیت­های مختلف گیت­های منطقی مولکولی در دو زمینه الکترونیک مولکولی و حسگرهای منطقی شیمیایی به تفصیل مورد بحث قرار گرفتند تا توانایی­های مولکول­ها در سامانه­های محاسباتی مختلف اثبات شوند.

نویسندگان

احسان سهیلی

دانشگاه و پژوهشگاه عالی دفاع ملی و تحقیقات راهبردی، پژوهشکده آماد و فناوری دفاعی، تهران، ایران

نصیب الله دوستی مطلق

دانشگاه و پژوهشگاه عالی دفاع ملی و تحقیقات راهبردی، پژوهشکده آماد و فناوری دفاعی، تهران، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • “The brain – Our most energy-consuming organ,” ۲۰۱۳. [Online].Available: https://www.universityworldnews.com/post.php?story=۲۰۱۳۰۵۰۹۱۷۱۷۳۷۴۹۲ ...
  • H. Bateni, and P. Saeidi, “The Effect of Information Quality ...
  • S. Mann, “Life as a nanoscale phenomenon,” Angew. Chemie Int. ...
  • E. U. Akkaya, E. Katz, and U. Pischel, “ Molecular ...
  • P. A. de Silva, N. H. Q. Gunaratne, and C. ...
  • J. M. Tour, “ Molecular electronics. Synthesis and testing of ...
  • M. prasad, M. P. Bhat, H. Jung, D. Losic, and ...
  • E. Lörtscher, “Wiring molecules into circuits,” Nat. Nanotechnol., vol. ۸, ...
  • P. A. Packan, “ Pushing the limits,” Science, vol. ۲۸۵, ...
  • M. P. Frank and T. F. Knight Jr, “Ultimate theoretical ...
  • S. Lloyd, “Ultimate physical limits to computation,” Nature, vol. ۴۰۶, ...
  • J. D. Meindl, Q. Chen, and J. A. Davis, “Limits ...
  • R. O. Carlson, “Electrical properties of near-degenerate boron-doped silicon,” Phys. ...
  • ۱۰۷۵–۱۰۷۸, ۱۹۵۵ ...
  • D. J. Frank, “Power-constrained CMOS scaling limits,” IBM J. Res. ...
  • M. Ratner, “A brief history of molecular electronics,” Nat. Nanotechnol., ...
  • B. Mann, and H. Kuhn, “Tunneling through fatty acid salt ...
  • A. Aviram, M. A. Ratner, “Molecular rectifiers,” Chem. Phys. Lett., ...
  • G. Binnig, H. Rohrer, “Gerber Ch., Weibel E,” Phys. Rev. ...
  • V. Mujica, M. Kemp, and M. A. Ratner, “Electron conduction ...
  • C. J. Lambert, “Basic concepts of quantum interference and electron ...
  • I. Duchemin, and C. Joachim, “A quantum digital half adder ...
  • “Intel,” Intel confirms ۱۰nm delayed to ۲۰۱۷, ۲۰۱۵. [Online].Available: http://www.extremetech.com/computing/۲۱۰۰۵۰-intel- ...
  • “Methods and Applications in Fluorescence,” ۲۰۱۳. [Online]. Available: https://iopscience.iop.org/journal/۲۰۵۰-۶۱۲۰/page/BM۲۱ ...
  • “Christian Joachim,” ۲۰۱۸. [Online]. Available: https://www.nims.go.jp/mana/member/principal_investigator/christian_joachim.html ...
  • D. Porath, A. Bezryadin, S. De Vries, and C. Dekker, “Direct ...
  • نمایش کامل مراجع