HP will den Transistor in Rente schicken

Crossbar Latch - letzter Baustein auf dem Weg zum Nano-Computer demonstriert

Forscher bei HP haben einen Weg gefunden, den Transistor als fundamentalen Baustein in Computern zu ersetzen. Die neue Technik könnte den Transistor auf ähnliche Weise verdrängen wie dieser einst die Vakuum-Röhre abgelöst hat. Dabei ist der Crossbar Latch der letzte theoretisch notwendige Baustein auf dem Weg zum Nano-Computer.

In ihrem Papier beschreiben die Forscher von HPs Quantum-Science-Research-(QSR-)Gruppe einen so genannten "Crossbar Latch", der als Grundlage für Computer tausendfach leistungsfähigere Systeme ermöglichen soll als es sie heute gibt. "Wir erfinden den Computer auf molekularer Ebene neu", kommentiert Stan Williams, HP Senior Fellow, Direktor des QSR und einer der Autoren des Papiers. "Der Crossbar Latch ist das Schlüsselelement, das zum Bau von Computern mit Hilfe von Anordnungen in Nano-Größe benötigt wird und relativ preiswert und einfach herzustellen ist."

Der jetzt im Experiment demonstrierte Crossbar Latch besteht aus einem einzelnen Draht, der das Signal führt und von zwei Kontrolldrähten gekreuzt wird. An den Berührungspunkten lassen sich die Verbindungen elektrisch schalten. Legt man nun eine Sequenz von Spannungsimpulsen an die Kontrolldrähte an und nutzt die Schalter mit entgegengesetzter Polung, kann der Crossbar Latch NOT-Operationen durchführen - neben AND und OR eine der drei Basis-Operationen von Logik-Schaltkreisen und damit Grundlage für den Bau von Computern.

Die Forscher sehen in ihrem Ansatz eine Möglichkeit zu deutlich kleineren Strukturen, ist der Miniaturisierung herkömmlicher Transistoren doch eine Grenze gesetzt. Dennoch werden Transistoren noch Jahre in konventionellen Schaltkreisen eingesetzt werden, doch eines Tages könnten diese durch den Crossbar Latch ersetzt werden, so wie der Transistor eines Tages die Vakuum-Röhre verdrängt hat, erklärt Phil Kuekes, Senior Computer Architect am QSR und ebenfalls einer der Autoren des Papiers. Kuekes hält ein Patent auf den Crossbar Latch (US-Patent Nr. 6,586,965), das ihm im Juli 2003 zugesprochen wurde.

Bereist zuvor konnten die Forscher des QSR Arbeitsspeicher auf Molekularebene zeigen, ebenso wie Logik-Bausteine für AND und OR. "Mit dem Crossbar Latch haben wir nun die letzte theoretisch notwendige Komponente, um mehrstufige Berechnungsschritte durchzuführen, die benötigt werden, um Nano-Computer sinnvoll einsetzen zu können", so Duncan R. Stewart, ebenfalls Forscher am QSR und der dritte Autor im Bunde.