Az anyag újjászületése: ultravékony rétegekben az igazi
Érdemes kiemelni, hogy a Penn State kutatói új irányból közelítették meg a bárium-titanátot: nanométeres, mintegy 40 nm vékony rétegekké alakították, amelyek ezerszer vékonyabbak egy emberi hajszálnál. Ezeket a filmeket egy másik kristályra ültetve sikerült elérni egy úgynevezett metastabil fázist, amely a természetes, tömbi formában sosem alakul ki. Ebben az állapotban az anyag elektroszoptikai teljesítménye többszörösére nőtt, még extrém alacsony hőmérsékleten is – utóbbi különösen fontos a kvantumszámítógépek számára, ahol a szupravezető áramkörök hűtése alapkövetelmény.
Ezáltal arra lehet következtetni, hogy a klasszikus bárium-titanátban rejlő lehetőségeket sikerült végre ténylegesen kiaknázni, mégpedig egy teljesen új kristályszerkezeti állapot révén.
Az adatközpontok energiaéhsége és az MI
Az utóbbi években a mesterséges intelligencia forradalmi fejlődése miatt az adatközpontok energiaigénye ugrásszerűen nőtt. Ma ezek a létesítmények hatalmas áramot emésztenek fel, nagyrészt a rendszerek hűtése miatt. A jelenlegi elektronikai rendszerekben az információt elektromos jelek viszik tovább, amelyek jelentős hőt termelnek. Viszont ha sikerülne a jeleket fotonokká, vagyis fényrészecskékké átalakítani, az adatáramlás lényegesen energiatakarékosabbá válhatna. A bárium-titanát vékony rétegei épp ezt a villamos-fény átalakítást forradalmasíthatják: a konverziós hatékonyságot szobahőmérsékleten több mint tízszeresére növelték az eddigi rekordokhoz képest.
Bár a legtöbb adatközpont eddig hagyományos rézhuzalos vezetékekkel dolgozott, gyorsan terjednek az integrált fotonikai technológiák, amelyekkel párhuzamosan és hőtermelés nélkül lehet adatot továbbítani. Így az infrastruktúra hűtési költségei jelentősen csökkenhetnek.
Kvantumhálózatok: a szupervezető bitektől a távoli gépekig
A kvantumtechnológia egyik legkomolyabb akadálya az információ nagy távolságú továbbítása. Jelenleg a kvantumszámítógépek ún. qubitjei között mikrohullámú jeleket használnak, ezek azonban gyorsan elhalványulnak, így hasznavehetetlenek hosszú távon. A bárium-titanát fejlesztése most lehetővé teszi az információ optikai szálakon, például infravörös fény formájában történő továbbítását – ahogy azt már régóta alkalmazzák az internetes adatátvitelnél. Ezzel elérhetővé válik a valódi kvantumhálózatok kialakítása, amelyekben több kvantumszámítógép kapcsolható össze nagy távolságokon.
További lehetőségek és a jövő kutatási irányai
A kutatók optimisták: a bárium-titanátban már bizonyított metastabil fázist most más, kevésbé feltárt anyagrendszerekben is kipróbálják, hátha még jobb teljesítményt érhetnek el. A jelenlegi eredmények azt mutatják, hogy a régóta ismert anyagokat is érdemes új szemszögből vizsgálni, mert forradalmi áttörésekhez vezethetnek mind a kvantumtechnológia, mind az energiatakarékos adatközpontok területén.
