به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، دانشمندان چینی طی یک پیشرفت پیشگامانه که می‌تواند آینده محاسبات را تغییر دهد، نخستین ریزتراشه بر پایه کربن جهان را توسعه دادند که قادر به اجرای وظایف هوش مصنوعی (AI) با استفاده از یک سیستم منطقی سه‌تایی انقلابی است. این نوآوری که به‌طور بالقوه محدودیت‌های تراشه‌های سنتی بر پایه سیلیکون را پشت سر می‌گذارد، جهشی قابل‌توجه در فناوری نیمه‌هادی‌ها به‌شمار می‌رود.
تراشه جدید از نانولوله‌های کربنی (CNTs) استفاده می‌کند، لوله‌های استوانه‌ای کوچکی که از ورقه‌های گرافن ساخته شده‌اند، به‌عنوان افزودنی‌های رسانا در باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌شوند، خواص مکانیکی و الکتریکی استثنایی را ارائه می‌دهند و به‌دلیل رسانایی الکتریکی برتر، پایداری عالی و ساختار بسیار نازک، به‌عنوان ماده‌ای امیدوارکننده برای نسل بعدی نیمه هادی‌ها در نظر گرفته می‌شوند. این پیشرفت با تراشه‌های سیلیکونی معمولی تفاوت دارد زیرا از منطق سه‌تایی به‌جای سیستم باینری سنتی بر پایه صفر و یک استفاده می‌کند. تراشه جدید داده‌ها را نه‌تنها در یک و صفر، بلکه در حالت سوم نیز پردازش می‌کند که این امر محاسبات سریع‌تر را در عین مصرف انرژی کمتر امکان‌پذیر می‌کند.
این سیستم منطقی سه‌تایی کارایی انتقال داده را در همان فضای فیزیکی بهبود می‌بخشد و امکان محاسبات سریع‌تر و کارآمدتر را فراهم می‌کند. تیم محققان یک ترانزیستور نانولوله کربنی جدید با استفاده از مفهومی به نام ترانزیستورهای دریچه منبع (SGTs) طراحی کردند. با تنظیم ولتاژ گیت، ترانزیستور نانولوله‌های کربنی می‌تواند بین سه حالت جریان مجزا سوئیچ کند، بنابراین پایه‌ای برای مدارهای منطقی سه‌تایی ایجاد می‌شود.
طراحی جدید وعده غلبه‌بر محدودیت‌های فناوری‌های تراشه‌های کنونی، به‌ویژه از نظر مصرف انرژی و سرعت پردازش را می‌دهد. محققان برای آزمایش قابلیت‌های تراشه جدید خود، یک شبکه عصبی ساختند که قادر به یادگیری و استدلال با تقلید از ارتباطات بین نورون‌ها در مغز انسان است. آزمایش‌های گسترده نشان داد که شبکه عصبی بر پایه نانولوله‌های کربنی به‌دقت کاملی در طبقه‌بندی ارقام دست‌نویس دست پیدا کرده است و پتانسیل گسترده‌اش را برای کاربردهای هوش مصنوعی از جمله تشخیص تصویر و وظایف یادگیری ماشینی نشان می‌دهد.
این دستاورد موقعیت چین را در خط مقدم تحقیقات جهانی در زمینه فناوری نیمه‌هادی‌های مبتنی بر کربن تثبیت کرد. تراشه جدید نه‌تنها بسیار کارآمد است، بلکه پایداری بالا و مقاومت قوی در برابر تداخل را نیز ارائه می‌کند و آن را برای استفاده در محاسبات با کارایی بالا، یادگیری ماشینی، هوش مصنوعی و دستگاه‌های ذخیره‌سازی کم‌مصرف ایده‌آل می‌کند که کاربردهایی گسترده در دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) دارد که بهره‌وری انرژی برای آن‌ها یک عامل مهم است.
با این حال تراشه‌های نانولوله‌های کربنی به‌رغم مزایای فراوان، از نظر چگالی یکپارچه‌سازی از تراشه‌های سیلیکونی سنتی عقب هستند. به‌عنوان مثال، پردازنده گرافیکی RTX 5090 انویدیا که در ژانویه ۲۰۲۵ معرفی شد، حاوی ۹۲ میلیارد ترانزیستور است که بسیار فراتر از قابلیت‌های کنونی فناوری CNT است، با این حال توسعه تراشه‌های بر پایه کربن به‌عنوان مرز بعدی در فناوری نیمه‌هادی‌ها تلقی می‌شود و چین در حال حاضر در این رقابت پیشرو است.
هدف نهایی محققان چینی این است که تراشه‌های بر پایه نانولوله‌های کربنی ظرف ۱۰ تا ۱۵ سال آینده به جریان اصلی تبدیل کنند که در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند جایگزین تراشه‌های سیلیکونی در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از ابررایانه‌ها و مراکز داده گرفته تا گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های الکترونیکی شود. این گذار تغییر قابل‌توجهی را در صنعت نیمه‌هادی‌ها نشان می‌دهد و راه را برای عصر جدیدی از راه‌حل‌های محاسباتی با کارایی بالا و کم‌توان هموار می‌کند.
نظر شما