正文 第31章 超導計算機(1 / 1)

超導計算機是指使用超導元件器件製造的計算機。所謂超導,就是指有些物質在接近絕對零度(-273.15℃)時,電流流動時電阻消失了。製造超導計算機要用約瑟夫森器件。這種計算機將在21世紀得到廣泛應用。

1957年,巴丁、庫珀、施裏弗三人創立了“BCS理論”,獲諾貝爾物理學獎。皮帕德教授認為超導方麵再沒有什麼難題要研究了,於是給學生出個演習題做做。先是交給一個女研究生,她認為問題太深奧,而沒有做。於是劍橋大橋的另一名研究生——21歲的約瑟夫森就專心致誌地破解這道難題。約瑟夫森小心翼翼地進行解算推導,可是結果和已有的結論不一樣,他感到大惑不解。他老是想:這大概是什麼地方沒有弄對。他的導師皮帕德名聲顯赫,沒有時間和他研究。很湊巧,美國貝爾電話研究所研究員安德森博來劍橋大學擔任客座教授。約瑟夫森向安德森請教,在安德森的支持下,在導師的同意下,於1962年把他的理論發表了。一年之後,這一理論被別人用實驗證實。後來,這一現象叫約瑟夫森現象。1973年,約瑟夫森因這一發現而獲諾貝爾物理學獎。

約瑟夫森提出的超導隧道效應原理是這樣的:由超導體絕緣體-超導體組成的器件,當兩端加電壓時,電子便會像通過隧道一樣暢通無阻地從絕緣介質量中穿過去,形成微小電流,而這器件兩端是無電壓降的。這種器件被稱為約瑟夫森器件。

用約瑟夫森器件製成的計算機,稱為約瑟夫森計算機,也就是超導計算機。這種計算機與其他計算機相比具有很多優點,比如說,耗電低,速度快等。所以國外許多公司和機構競相研究這種計算機。日本電器技術研究所研製成功世界上第一台完善的超導計算機。它采用了四個約瑟夫森大規模集成電路,每個集成電路芯片體積隻有3~5立方毫米大小,每個芯片上有上千個約瑟夫森元件。

目前,雖已建成了完善的超導計算機,但由於超導技術發展的製約,超導計算機目前還不能在實際工作中大量應用。