Mo, 20. November 2017

Quanten-Revolution

23.11.2011 13:29

PC und Handy in 5 Jahren mit völlig neuer Technologie

In ein paar Jahren wird die Quantenphysik Einzug halten in unsere Computer, prognostiziert ein Forscher der ETH Lausanne. Dank eines Phänomens namens Tunneleffekt könnten zum Beispiel Mobiltelefone ab 2017 bis zu 100-mal weniger Energie verbrauchen.

Der zentrale Prozessor eines heutigen Computers besteht aus nicht weniger als einer Milliarde Transistoren, wie die ETH Lausanne am Dienstag mitteilte. Diese kleinen Schalter werden aktiviert und deaktiviert und geben so die Befehle, aus denen unsere E-Mails, Videoanzeigen oder Mausbewegungen bestehen.

Die heutige Technologie, mit der Transistoren gesteuert werden, stösst jedoch puncto Stromverbrauch an ihre Grenzen. Gesucht sind deshalb Techniken, mit denen eine Art Stromspar-Revolution möglich wird. Die nächste Revolution in dem Bereich werde wohl Tunnel-FET heissen, prognostiziert Adrian Ionescu von der ETH Lausanne.

Energiebarriere überwinden
Der Forscher präsentiert in einer aktuellen Sonderbeilage des Fachmagazins "Nature" eine Bestandsaufnahme zu dem Thema. Die Tunnel-FET-Technik basiert auf einem grundlegend anderen Prinzip als heutige Transistoren. Die Kammern, zwischen denen Elektronen hin und her fließen, sind dabei durch eine Energiebarriere getrennt.

Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung erhalten die Elektronen genügend Energie, um die Barriere zu überwinden - der Transistor ist aktiviert. Mit dieser Technik werden laut Ionescu die für den Übergang benötigte Leistung sowie der Stromverbrauch im Stand-by-Betrieb drastisch gesenkt.

Erste Prototypen bereits hergestellt
In der Praxis wird bis zu 100-mal weniger Strom verbraucht als mit heutigen Technologien. Technikkonzerne wie IBM in Zürich haben laut Ionescu bereits Computerchip-Prototypen hergestellt, in denen die klassische und die Tunnel-FET-Technologie kombiniert werden. Folglich sei eine Massenproduktion ab etwa 2017 vorstellbar, sagte Ionescu.

Im Moment sei noch nicht die Rede davon, die neue Technik gleich bei Supercomputern oder Datencentern einzusetzen, sagt der Forscher. "Aber mit dieser Technologie wird man problemlos gewöhnliche Aufgaben wie Video-Decoding oder Internetsurfen erledigen können."

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