Ossza meg ezt a hírt!

kémia

Ezt a Varsói Lengyel Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézetének kísérletei bizonyították, amelyek a kémia szintjét a hagyományos számítástechnika szintjére állítják, ahol az adatokat bitekben tárolják, vagy a kvantumszámítást, ahol qbitben tárolják. A tanulmány a Fizikai kémia kémiai fizika szaklapban jelent meg.

Konrad Gizynski és Jerzy Gorecki, a Varsói Lengyel Tudományos Akadémia (IPC PAS) Fizikai Kémiai Intézetéből kémiai jelenségeken alapuló munkamemóriát mutattak be. Itt egyetlen bitet tárolnak három szomszédos cseppben, amelyek között a kémiai reakciófrontok folyamatosan, ciklikusan és szigorúan meghatározott módon terjednek.

Az emlékezet ezen formájának kémiai alapja a Belousov-Zhabotinsky (BZ) reakció. A reakció menete oszcilláló. Amikor egy ciklus véget ér, a következő ciklus megkezdéséhez szükséges reagenseket oldatban oldják fel. Mielőtt a reakció leállna, általában több tíz-száz rezgés történik. Ezeket az oldat színének szabályos változása kíséri, amelyet a ferroin, a reakció katalizátora okoz.

A varsói kutatók által használt második katalizátor a ruténium volt. A ruténium bevezetése a BZ reakciójának fényérzékenyé válását eredményezi: amikor az oldatot kék fénnyel világítják meg, abbamarad az oszcilláció. Ez a funkció lehetővé teszi a reakció lefolyását.

"Az információ kémiai tárolására vonatkozó elképzelésünk egyszerű volt. Korábbi kísérleteinkből tudtuk, hogy amikor Belousov-Zhabotinsky cseppek érintkezésben vannak, a kémiai frontok cseppekről cseppekre terjedhetnek. Ezért úgy döntöttünk, hogy kisebb cseppekben vizsgáljuk meg, amelyekben gerjesztések vannak. Különböző módon történhet, legalább kettő stabil. Ezután egy gerjesztéssorozatot rendelhetünk egy logikai értékhez 0, egy másikat 1-hez, és annak érdekében, hogy változzunk közöttük, és a memória állapotának bizonyos változását kényszerítsük használhatna fényt "- magyarázza Gorecki professzor.

A kísérleteket egy olajos lipidoldat vékony rétegével töltött tartályban végeztük. Kis mennyiségű ringató oldatot adtunk a rendszerhez pipettával képzett cseppekkel. Ezeket a tartály aljára hozott optikai szálak végeire helyezték. Annak megakadályozására, hogy a cseppek lecsússzanak az optikai szálakról, mindegyiket több tartóval rögzítették, amelyek a tartály alján kinyúltak.

Tesztjeik csúcspontjaként a kutatók háromszögbe rendezett szomszédos cseppek hármasát figyelték meg, amelyekben egymással érintkeznek. A kémiai frontok sokféleképpen terjedhetnek itt: a cseppek egyidejűleg oszcillálhatnak az antifázisban, két cseppek egyszerre oszcillálhatnak, a harmadikban pedig oszcillálhatnak stb. A kutatókat leginkább azok a forgási módok érdekelték, amelyekben a kémiai frontok cseppekről cseppekre haladtak 1-2-3 sorrendben vagy ellentétes irányban (3-2-1).

Egy csepp, amelyben a Belousov-Zhabotinsky reakció folytatódik, gyorsan felkelt, de sokkal hosszabb időbe telik, hogy visszatérjen eredeti állapotához, és csak ezután keltheti fel újra. Ezért, ha 1-2-3 üzemmódban az izgalom túl gyorsan ér el hármat, akkor nem éri el az új ciklus megkezdését, mert a cseppnek nem lenne elegendő ideje a "pihenésre". Ennek eredményeként a forgatási mód eltűnik. A kutatókat csak olyan forgási módok érdekelték, amelyek képesek a gerjesztési ciklus többszöri ismétlésére. További előnyük volt: a cseppek között keringő kémiai frontok spirális hullámra emlékeztetnek, és az ilyen típusú hullámokra nagyobb stabilitás jellemző.

"Valójában kémiai bitjeink valamivel nagyobb potenciállal bírnak, mint a klasszikus bitek. A nulla és egy állapot rögzítéséhez használt forgási módoknál a legrövidebb 18,7, illetve 19,5 másodperces oszcillációs periódus volt. Igen, a rendszer lassabban oszcillált, beszélni lehetett egy további harmadik logikai állapot "- kommentálta Gizynski, aki rámutatott, hogy ez a harmadik állapot felhasználható például a nyilvántartás pontosságának ellenőrzésére.