Выпуски

 / 

2018

 / 

Ноябрь

  

Конференции и симпозиумы


Квантовые логические вентили

 а,  б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Московский государственный институт электронной техники (Технический университет), Зеленоград, Москва, Российская Федерация

Рассмотрены способы построения логических вентилей на основе твердотельных и молекулярных структур, в которых преобразование информации реализуется посредством процессов, описываемых законами квантовой механики, а сами вентили в стационарном состоянии не потребляют энергии, подобно классическим комплементарным структурам металл—оксид—полупроводник (КМОП). В квантовых аналогах КМОП-схем I поколения переключение между логическими уровнями осуществляется посредством быстрых квантово-механических туннельных процессов, но транспорт носителей, определяющий передаточные характеристики прибора, носит классический диффузионно-дрейфовый характер. Квантовые аналоги КМОП-схем II поколения представляют собой открытые квантовые системы, которым присущ когерентный механизм транспорта носителей заряда. Создание технологии литографии с атомной точностью сделает возможным широкое использование квантовых молекулярных вентилей в традиционных компьютерных архитектурах.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
Ключевые слова: квантовый транспорт, резонансное туннелирование, квантовая интерференция, неэрмитов гамильтониан, PT-симметрия, особая точка, слияние резонансов, логические вентили, КМОП-транзистор, квантовый инвертор, напряжение переключения, передаточная характеристика, наноэлектроника, молекулярная электроника
PACS: 03.65.Nk, 03.65.Xp, 85.35.−p, 85.65.+h (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.12.038310
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2018/11/j/
Цитата: Горбацевич А А, Шубин Н М "Квантовые логические вентили" УФН 188 1209–1225 (2018)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 6 марта 2018, 13 декабря 2017

English citation: Gorbatsevich A A, Shubin N M “Quantum logic gatesPhys. Usp. 61 1100–1115 (2018); DOI: 10.3367/UFNe.2017.12.038310

Список литературы (92) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (7) Похожие статьи (14)

  1. Hu C С Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2010)
  2. Horowitz P, Hill W The Art of Electronics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1989)
  3. Gorbatsevich A A et al Phys. Low-Dim. Struct. (4) 5 (1994)
  4. Горбацевич А А и др Микроэлектроника 23 17 (1994)
  5. Горбацевич А А и др Электронная промышленность (4) 28 (1995)
  6. Горбацевич А А, Капаев В В, Копаев Ю В ЖЭТФ 107 1320 (1995); Gorbatsevich A A, Kapaev V V, Kopaev, Yu V JETP 80 734 (1995)
  7. Prince B Vertical 3D Memory Technologies (Chichester: John Wiley and Sons, 2014)
  8. International Technology Roadmap for Semiconductors 2015, http://www.itrs2.net/
  9. Горбацевич А А, Шубин Н М Письма в ЖЭТФ 103 866 (2016); Gorbatsevich A A, Shubin N M JETP Lett. 103 769 (2016)
  10. Gorbatsevich A A, Shubin N M Ann. Physics 376 353 (2017)
  11. Gorbatsevich A A, Shubin N M Phys. Rev. B 96 205441 (2017)
  12. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика: нерелятивистская теория (М.: Физматлит, 2013); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory (Oxford: Elsevier, 2013)
  13. Lindblad G Commun. Math. Phys. 48 119 (1976)
  14. Brasil C A, Fanchini F F, R Napolitano R de J Rev. Bras. Ensino Fís. 35 (1) 01 (2013)
  15. Kurobe A et al Semicond. Sci. Technol. 9 1744 (1994)
  16. BirjulP I et al Semicond. Sci. Technol. 12 427 (1997)
  17. Валиев К А УФН 175 3 (2005); Valiev K A Phys. Usp. 48 1 (2005)
  18. Joachim C, Renaud N, Hliwa M Adv. Mater. 24 312 (2012)
  19. Hatano N et al Prog. Theor. Phys. 119 187 (2008)
  20. Feshbach H Ann. Physics 5 357 (1958)
  21. Feshbach H Ann. Physics 19 287 (1962)
  22. Feshbach H Ann. Physics 43 410 (1967)
  23. Siegert A J F Phys. Rev. 56 750 (1939)
  24. Sasada K, Hatano N, Ordonez G J. Phys. Soc. Jpn. 80 104707 (2011)
  25. Fano U Phys. Rev. 124 1866 (1961)
  26. Mies F H, Krauss M J. Chem. Phys. 45 4455 (1966)
  27. Mies F H Phys. Rev. 175 164 (1968)
  28. Moldauer P A Phys. Rev. Lett. 18 249 (1967)
  29. Müller M et al Phys. Rev. E 52 5961 (1995)
  30. Persson E, Rotter I Phys. Rev. C 59 164 (1999)
  31. Persson E et al Phys. Rev. Lett. 85 2478 (2000)
  32. Moiseyev N Non-Hermitian Quantum Mechanics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2011)
  33. Miroshnichenko A E, Flach S, Kivshar Yu S Rev. Mod. Phys. 82 2257 (2010)
  34. Monticone F, Alù A Rep. Prog. Phys. 80 36401 (2017)
  35. Hsu C W et al Nature Rev. Mater. 1 16048 (2016)
  36. Breit G, Wigner E Phys. Rev. 49 519 (1936)
  37. Klaiman S, Moiseyev N J. Phys. B 43 185205 (2010)
  38. Romo R, Garcírón G Phys. Rev. B 49 14016 (1994)
  39. Драгунов В П, Неизвестный И Г, Гридчин В А Основы наноэлектроники (М.: Логос, 2006)
  40. Горбацевич А А, Журавлев М Н, Капаев В В ЖЭТФ 134 338 (2008); Gorbatsevich A A, Zhuravlev M N, Kapaev V V JETP 107 288 (2008)
  41. Vanroose W et al J. Phys. A 30 5543 (1997)
  42. Vanroose W et al Phys. Rev. A 64 62708 (2001)
  43. Heiss W D, Wunner G Eur. Phys. J. D 68 284 (2014)
  44. Ambichl P et al Phys. Rev. X 3 041030 (2013)
  45. Chong Y D, Ge L, Stone A D Phys. Rev. Lett. 106 93902 (2011)
  46. Aharonov Y, Bohm D Phys. Rev. 115 485 (1959)
  47. Bender C M, Boettcher S Phys. Rev. Lett. 80 5243 (1998)
  48. Bender C M, Boettcher S, Meisinger P N J. Math. Phys. 40 2201 (1999)
  49. Bender C M Rep. Prog. Phys. 70 947 (2007)
  50. Mostafazadeh A J. Math. Phys. 43 205 (2002)
  51. Mostafazadeh A J. Math. Phys. 43 2814 (2002)
  52. Mostafazadeh A J. Math. Phys. 43 3944 (2002)
  53. Зябловский А А и др УФН 184 1177 (2014); Zyablovsky A A et al Phys. Usp. 57 1063 (2014)
  54. Eleuch H, Rotter I Eur. Phys. J. D 69 229 (2015)
  55. Eleuch H, Rotter I Eur. Phys. J. D 69 230 (2015)
  56. Kato T Perturbation Theory for Linear Operators (Berlin: Springer, 1995)
  57. Mandal I Europhys. Lett. 110 67005 (2015)
  58. San-Jose P et al Sci. Rep. 6 21427 (2016)
  59. Kreibich M et al Phys. Rev. A 87 051601(R) (2013)
  60. Chtchelkatchev N M et al Phys. Rev. Lett. 109 150405 (2012)
  61. Guo A et al Phys. Rev. Lett. 103 093902 (2009)
  62. Regensburger A et al Nature 488 167 (2012)
  63. Bittner S et al Phys. Rev. Lett. 108 24101 (2012)
  64. Alaeian H, Dionne J A Phys. Rev. A 89 33829 (2014)
  65. Mostafazadeh A Ann. Physics 368 56 (2016)
  66. Liertzer M et al Phys. Rev. Lett. 108 173901 (2012)
  67. Brandstetter M et al Nature Commun. 5 4034 (2014)
  68. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Физматлит, 2003); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Elsevier, 2013)
  69. Zyablovsky A A et al Phys. Rev. A 89 33808 (2014)
  70. Cannata F, Dedonder J-P, Ventura A Ann. Physics 322 397 (2007)
  71. JL, Song Z Phys. Rev. A 81 32109 (2010)
  72. JL, Song Z J. Phys. A 44 375304 (2011)
  73. Hernandez-Coronado H, Krejčiřík D, Siegl P Phys. Lett. A 375 2149 (2011)
  74. Datta S Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1997)
  75. Büttiker M Phys. Rev. Lett. 57 1761 (1986)
  76. Theis T N, Solomon P M Proc. IEEE 98 2005 (2010)
  77. Ionescu A M, Riel H Nature 479 329 (2011)
  78. Celardo G L, Kaplan L Phys. Rev. B 79 155108 (2009)
  79. Celardo G L et al Phys. Rev. B 82 165437 (2010)
  80. Nitzan A, Ratner M A Science 300 1384 (2003)
  81. Kergueris C et al Phys. Rev. B 59 12505 (1999)
  82. Papadopoulos T A, Grace I M, Lambert C J Phys. Rev. B 74 193306 (2006)
  83. Kaasbjerg K, Flensberg K Nano Lett. 8 3809 (2008)
  84. Osorio E A et al Nano Lett. 7 3336 (2007)
  85. Puczkarski P et al Appl. Phys. Lett. 107 133105 (2015)
  86. PerrM L et al Nature Nanotechnol. 8 282 (2013)
  87. Mizuta H, Tanoue T The Physics and Applications of Resonant Tunnelling Diodes (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2006)
  88. Li Y et al Sci. Rep. 6 33686 (2016)
  89. Stafford C A, Cardamone D M, Mazumdar S Nanotechnology 18 424014 (2007)
  90. Горбацевич А А, Журавлев М Н, Катаева Т С Микроэлектроника 46 451 (2017); Gorbatsevich A A, Zhuravlev M N, Kataeva T S Russ. Microelectronics 46 414 (2017)
  91. Miroshnichenko A E, Kivshar Yu S Phys. Rev. E 72 056611 (2005)
  92. Dente A D, Bustos-Marún R A, Pastawski H M Phys. Rev. A 78 062116 (2008)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение