ИИ: какого понимания нам не хватает?

[ВадимZero]

По большей части эти подходы применимы только к криогенным устройствам, где флуктуации подавляются за счёт сверхнизких температур, что весьма ограничивает их применимость в массовых устройствах.

Можно ссылку на эти сложности?

Точнее сделать такой транзистор для комнатных температур в принципе можно... вот только выигрыш по сравнению обычным как по размеру, так и по потреблению энергии будет едва заметен.

Собственно говоря, достич комнатных температур удалось исключительно уменьшая размер квантовой точки. На счет энергопотребления не знаю, так как тунелирование электронов происходит без затрат энергии. Но при уменьшении размера, возрастает быстродействие. Так, по оценкам основоположника одноэлектроники К. К. Лихарева теоретический предел быстродействия одноэлектронного прибора составляет сотни ТГц (терагерц), а энергопотребление одного прибора - 3 х10-8 Вт.

[AlexAV]

Можно ссылку на эти сложности?

См. шум Найквиста. Он обуславливает флуктуации напряжения в приборе в не зависимости от его микроскопического устройства, а только от макроскопических параметров (ёмкость и сопротивление между входами). 

Так, по оценкам основоположника одноэлектроники К. К. Лихарева теоретический предел быстродействия одноэлектронного прибора составляет сотни ТГц (терагерц)

Вполне стандартные транзисторы десятки-сотни гигагерц (по крайней мере, в теоретически) обеспечивают. Только пользы с этого ровно ноль. Частота (осмысленная) ограничивается скоростью распространения электромагнитного сигнала (приблизительно скоростью света на корень диэлектрической проницаемости материала) по микросхеме и её размерами (поднимать частоту выше обратного времени распространения сигнала от одного края схемы до другого попросту бессмысленно).

А размер элемента и так измеряется десятками периодов решётки. Некуда их уже уменьшать.

[Technecy]

О графене, и одноэдектронике на его основе.

Это тот же "флаг" что и одномолекулярная электроника. О ней кричали ещё в 90-х. Один транзистор=одна молекула. Таки гидэмопасян?
В то же ведро что и квантовый компьютер.

[ВадимZero]

См. шум Найквиста. Он обуславливает флуктуации напряжения в приборе в не зависимости от его микроскопического устройства, а только от макроскопических параметров (ёмкость и сопротивление между входами).

Понятно, что если шумы достаточно высоки по сравнению с управляющим сигналом, и потенциалом кулоновской блокады, такой транзистор становиться не управляеммым. Но с чего вы взяли что этот эфект имет место быть, конкретно применительно к данной разработке? Если разработчики делают квантовый переключатель работающий при комнатной температуре, то думаю они представляют что делают.

поднимать частоту выше обратного времени распространения сигнала от одного края схемы до другого попросту бессмысленно

Насколько я знаю, частота это как раз и есть скорость сигнала, от входа до выхода(вентеля)

Вполне стандартные транзисторы десятки-сотни гигагерц (по крайней мере, в теоретически)

Отдельно взятый транзистор, может и на 100 гигерцах работать. Только вот такт(в процессоре), это последовательное переключение от 20 до 40 транзисторов. Так что, частота транзистора и частота процессора это вещи довольно разные, и зависящие друг от друга.

[Technecy]

Насколько я знаю, частота это как раз и есть скорость сигнала, от входа до выхода(вентеля)

нет, частота это "кол-во раз в период времени". Скорость сигнала от входа до выхода- это время срабатывания, или задержка переключения, можно по разному называть. Это ограничительная планка для максимальной частоты сигнала.

[AlexAV]

Насколько я знаю, частота это как раз и есть скорость сигнала, от входа до выхода(вентеля)

Нет. Предельная частота отдельного элемента – это прежде всего скорость переходных процессов в нём (к скорость электромагнитного сигнала это отношение вообще не имеет). Здесь другое ограничение. При коммутации различных частей схемы возникает задержка из-за конечности скорости света и не имеет смысла поднимать быстродействие самих элементов сверх этой задержки (если речь не идёт о специальных приложениях вроде генерации и детектирования терагерцового излучения, но это к вычислительной технике прямого отношения не имеет).

Но с чего вы взяли что этот эфект имет место быть, конкретно применительно к данной разработке?

Флуктуационно-диссипационная теорема - столь же фундаментальный закон природы как второе начало, и она одинаково применима  к любым как классическим системам, так и квантовым системам.

Если разработчики делают квантовый переключатель работающий при комнатной температуре, то думаю они представляют что делают

.

Да нет никаких сомнений, что такой транзистор можно заставить работать, в том числе и при комнатной температуре. Только для того, чтобы это работало потенциал кулоновской блокады  должен быть  порядка 50-100kТ/e, а это порядка 2-3 В, что не особенно отличается от рабочего потенциала КМОП транзистора (для одиночного транзистора работоспособность можно показать на меньшем напряжении, но в микросхеме ложные срабатывания будут на неприемлемом уровне). А ёмкость  затвора в свою очередь ограничена вероятностью SEU (при уменьшении ёмкости она растёт экспоненциально и уже для современных техпроцессов это ощутимая проблема). Соответственно в реальных устройствах особых перспектив сильно снизить энергопотребление как-то не видно.

[ВадимZero]

Только для того, чтобы это работало потенциал кулоновской блокады  должен быть  порядка 50-100kТ/e, а это порядка 2-3 В, что не особенно отличается от рабочего потенциала КМОП транзистора

Напрежение само по себе еще не показатель энергопотребления. Сила тока более важный показатель, а она в одноэлектронных транзисторах как раз очень мала.

[AlexAV]

Напрежение само по себе еще не показатель энергопотребления. Сила тока более важный показатель, а она в одноэлектронных транзисторах как раз очень мала.

Ток (при переключении) определяется ёмкостью затвора. Номинально в одноэлектронным транзисторе её можно сделать очень маленькой. Вот только на практике она ограничена устойчивостью транзистора к фоновой радиации (прежде всего к ошибкам SEU, которые к этой ёмкости очень чувствительны). И этот предел практически нащупан уже традиционными техпроцессами. Так что и ток особо уменьшить не получится.

[ВадимZero]

И этот предел практически нащупан уже традиционными техпроцессами. Так что и ток особо уменьшить не получится.

Сила тока определяеться количеством зарядов прошедших через проводник. В одноэлектронном устройстве она определяеться емкостью квантового острова. Если прибор оперирует отдельными электронами, сила тока не может быть сравнима с существующими транзисторами.

[AlexAV]

Сила тока определяеться количеством зарядов прошедших через проводник. В одноэлектронном устройстве она определяеться емкостью квантового острова. Если прибор оперирует отдельными электронами, сила тока не может быть сравнима с существующими транзисторами.

Ёмкость и заряд на островке здесь вообще не причём. Вопрос в ёмкости управляющего электрода (затвора). Именно затраты энергии на его перезарядку и будут составлять большую часть потребляемой энергии. А сделать её слишком малой … в теории можно, а на практике нет (по отмеченной выше причине).

[ВадимZero]

Ёмкость и заряд на островке здесь вообще не причём. Вопрос в ёмкости управляющего электрода (затвора).

Вы хотите сказать что сила тока в канале(сток+остров+исток) и в затворе разная? В одноэлектронных схемах исток одного транзистора является затвором другого, то есть токи в такой системе сопостовимые, иначе схема вообще работать не будет. Именно поэтому сила тока на затворе, задаеться емкостью заряда на острове предыдущего транзистора в цепи.
Одноэлектронный полусумматор
http://ko.com.ua/prostejshaya_logicheskaya_shema_realizovana_na_baze_odnojelektronnyh_tranzistorov_68494

[Technecy]

сила тока в канале(сток+остров+исток) и в затворе разная?

канешна, сила тока на затворе- это потребление самого транзистора, а сила тока в канале- это потребление нагрузки.

В одноэлектронных схемах исток одного транзистора является затвором другого

Это в любых схемах. только к выходу одного элемента, обычно подключено несколько элементов.

[ВадимZero]

Это в любых схемах. только к выходу одного элемента, обычно подключено несколько элементов.

а наоборот не бывает?

[AlexAV]

Вы хотите сказать что сила тока в канале(сток+остров+исток) и в затворе разная? В одноэлектронных схемах исток одного транзистора является затвором другого, то есть токи в такой системе сопостовимые, иначе схема вообще работать не будет. Именно поэтому сила тока на затворе, регулируеться емкостью заряда на острове.

Ток в канале может быть вообще любой (островок электроны пропускает поштучно, но с очень большой частотой, что в итоге даёт вполне макроскопические токи). А вот чтобы переключить следующий транзистор цепи через цепь придётся пропустить количество электричества равное СU (и энергию СU²/2), где С – ёмкость затвора следующего транзистора, а не островка, это абсолютно разные вещи и вообще говоря никак не связанные (точнее есть на ёмкость затвора ограничение снизу - ёмкость островка, а вот ограничений сверху нет, в действительности, конечно нижнее ограничение куда более жёсткое чем ёмкость островка и связано с надтепловыми флуктуациями, создаваемыми фоновой радиацией).

[Technecy]

Это в любых схемах. только к выходу одного элемента, обычно подключено несколько элементов.

а наоборот не бывает?

бывает и наоборот

[AlexAV]

http://ko.com.ua/prostejshaya_logicheskaya_shema_realizovana_na_baze_odnojelektronnyh_tranzistorov_68494

Возможность использовать многозначную логику действительно заметное преимущество одноэлектронных транзисторов, что в принципе позволяет сократить количество элементов в схеме, и, конечно, даст определённую экономию энергии. Но по большей части это единственный реальный выигрыш в части энергоэффективности.

[ВадимZero]

Волтамперные характеристики одноэлектронного устройства
http://www.nanometer.ru/2009/01/02/transistor_55135.html

[незлой]

ухты! (и не только для ии):

Учёным из университета Саутгемптона впервые в мире удалось успешно записать и считать информацию из пятимерного носителя (5D) в кварцевом стекле.

В силу своей прочности и химической инертности кварцевое стекло — уникальный носитель информации. Диск из кварцевого стекла потенциально может вместить до 360 терабайт информации, при этом выдерживает температуру до 1000°C и имеет практически неограниченный срок хранения.

В «кристаллах памяти» из плавленого кварца информация записывается в пяти измерениях: координаты в 3D-пространстве, ориентация и размер. Два последних параметра контролируются с помощью поляризации и интенсивности лазерного луча.

Во время эксперимента в кристалл был успешно записан текстовый файл объемом 300 килобайт. Файл записан с помощью фемтосекундного лазера с длиной волны 1030 нм, импульсами по 8 микроджоулей продолжительностью 280 фемтосекунд с частотой 200 кГц, с помощью выжигания в кристалле точек, слоями на расстоянии 5 мкм друг от друга (1 микрометр — одна миллионная метра) на глубине 140 мкм от поверхности кварцевого стекла.

с хабра

[Yuri]

Ух ты. Особенно для тех, кто способен купить фемтосекундный лазер за $100 тыс.

[незлой]

подумаешь.
врядли системы магнитных накопителей для ес-ок 30 лет тому были сильно дешевле (с учётом инфляции особенно)