La "super" memoria

I computer a superconduttori promettono una maggiore potenza di calcolo, ma finora memorie superconduttive stabili e di dimensioni ridotte non sono ancora implementate.

Elia Strambini è nel gruppo di ricercatori dell'Istituto nanoscienze (Nano) del Consiglio nazionale delle ricerche coordinati da Francesco Giazotto che, presso il Laboratorio Nest della Scuola Normale Superiore a Pisa, ha sviluppato una memoria superconduttiva di nuova concezione che è risultata estremamente stabile, mantenendo il proprio stato per molte ore. Il risultato di questa ricerca è pubblicato sulla rivista "Nature Communications". "Poiché le memorie a superconduttore sono molto sensibili al rumore esterno che deteriora il loro stato, la sfida è progettare nano-dispositivi stabili e protetti dalle perturbazioni", spiega Strambini, “Una tipologia molto diffusa di memorie superconduttive è basata su micro-circuiti metallici a forma di anello in cui le correnti superconduttive circolano costantemente in senso orario o antiorario senza dissipazione di energia. Tale verso di percorrenza determina lo stato logico della memoria, il classico 0 o 1 del bit dei computer, che purtroppo sotto l'influsso di campi elettrici o magnetici generati nell'ambiente di lavoro può essere deteriorato, creando quindi errori nella computazione. Nella nuova cella di memoria sviluppata al Nest, è stata creata una costrizione lungo il percorso dell'anello formata da un nanofilo di alluminio che ha permesso di proteggere le correnti superconduttive dal rumore elettromagnetico per mezzo di una forte barriera quantistica nota come phase-silp barrier. Ciò ha reso lo stato logico robusto e poco sensibile ai disturbi. Le misure hanno mostrato che la memoria conserva il suo stato inalterato per almeno tre giorni".

Quella messa a punto dai ricercatori è, inoltre, tra le prime memorie superconduttive a dimensioni ridotte. “Per ora è un prototipo che dimostra la fattibilità della nostra intuizione. Ulteriormente sviluppata e resa scalabile in matrici di molti bits, questa memoria potrebbe essere impiegata nei supercomputer di nuova generazione che necessitano di memorie Ram efficienti", conclude il ricercatore.

Il gruppo di ricerca coordinato da Giazotto presso il Nest utilizza tecniche criogeniche di avanguardia che, unite alla fabbricazione della nanotecnologia, lo rendono uno dei pochi gruppi a livello mondiale in grado di effettuare simili misure di elettronica quantistica dei superconduttori.

Fonte: Elia Strambini, Istituto Nanoscienze , email elia.strambini@nano.cnr.it -

Per saperne di più: Preliminary demonstration of a persistent Josephson phase-slip memory cell with topological protection - https://doi.org/10.1038/s41467-021-25209-y