Supraledande minnesbit når uppskattningsvis 5× fysikens gräns vid −269°C

Fysiker vid Hebrew University of Jerusalem uppskattar att en enda supraledande virvel kan lagra och radera en bit med ungefär fem gånger den energi som Landauers gräns anger. Enheten fungerar dock vid −269°C, och uppskattningen räknar inte med energin för kylning.

I studien, som publicerades i Nature Communications den 24 september och presenterades av universitetet den 11 oktober, använde teamet en 55 nanometer tunn niobfilm, mönstrad som en 10 mikrometer bred remsa och kyld till 4,2 kelvin. Forskarna placerade enskilda virvlar mellan två närliggande vilopunkter som representerade noll och ett. Sedan mätte de energin som gick förlorad när en växelström fick virvlarna att röra sig. Uppskattningen nära gränsen gäller en bit som arbetar vid 150 kHz; kostnaden för radering beräknades utifrån mätningar av kontinuerlig rörelse och numerisk analys.

Resultatet fick blandade omdömen från sakkunniga granskare. En granskare motsatte sig den slutliga versionen och hävdade att kraft, förflyttning och arbete hade härletts i stället för att mätas direkt. Författarna uppgav att rörelser vid skanning begränsade statisk avbildning till cirka 20 nanometer och att temperaturändringar också påverkar fästlandskapet.

Hastighet och datalagring är ytterligare begränsningar. Uppskattningen gäller 150 kHz, eller en operation var 6,7:e mikrosekund. Supraledande logikkretsar kördes däremot vid 6 GHz för mer än ett årtionde sedan. Vid 4,2 kelvin hoppade virvlarna spontant ungefär 3 000 till 7 000 gånger per sekund i de två brunnar som användes för resultatet. Studien visar inte någon brunn som både ligger nära gränsen och kan lagra data länge.