کاهش توان مصرفی مدارها با طراحی ضرب‌کننده کوانتمی در فناوری نانو

پژوهشگران ایرانی، موفق شدند مدار ضرب‌کننده کوانتومی
در مقیاس نانو را طراحی کنند که نسبت به طرح‌های مشابه موجود، در بسیاری
موارد ازجمله ارزش کوانتمی و تعداد قطعات مصرفی ابزارهای نانوالکترونیک،
بهبود یافته است.

مهندس مجید حق‌پرست، دانشجوی دکتری کامپیوتر دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم
و تحقیقات تهران، «کاهش حجم سخت‌افزاری و تعداد قطعات در طراحی مدارهای
کوانتمی، کاهش تعداد خروجی‌های بدون استفاده در مدارهای کوانتمی، کاهش توان
مصرفی مدارهای مختلف و معرفی دروازه‌های کوانتمی و برگشت‌پذیر جدید» را از
اهداف این پژوهش بیان کرد و افزود: «با توجه به آن‌که افزایش تعداد
ترانزیستورها در سطح ثابتی از تراشه، طبق تئوری مور، در سال‌های آتی با
محدودیت‌هایی از جمله مشکل دفع حرارت روبرو خواهد شد، فناوری‌های ساخت
مدارهای پردازنده، نیاز به تحولی شگرف خواهد داشت. در این راستا و برای رفع
مشکل دفع حرارت، بایستی به سراغ مدارهای کوانتمی در فناوری نانو برویم».

وی در این پژوهش، مدار ضرب‌کننده‌ای با فناوری نانو ارائه داده‌است که در
قسمت‌های تولید حاصل‌ضرب‌های جزئی و تولید حاصل جمع نهایی در تراشه‌های
الکترونیکی، نسبت به طرح‌های موجود، بهبود یافته است.

مهندس حق پرست در پایان گفت: «پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۱۶، به یک
محدودیت اساسی در دفع حرارت از مدارهای مجتمع برسیم. به‌دلیل عدم
پیشرفت‌های فیزیکی لازم، پیاده‌سازی این مدارها در حال حاضر امکان‌پذیر
نیست.

از این طرح‌ می‌توان در کامپیوترهای کوانتومی، سیستم‌های نانوالکترونیکی و
موبایل‌های نسل آینده استفاده نمود. همچنین، تمام مؤسسات ساخت IC، رایانه و
گوشی‌های تلفن همراه نسل آینده و همچنین مؤسسات پژوهشی که روی سیستم‌های
مبتنی بر فناوری نانو (Optical Computing،Low-Power CMOS Design و Quantum
Computing) کار می‌کنند، می‌توانند از این طرح استفاده کنند».

جزئیات این پژوهش که به‌عنوان بخشی از پایان‌نامه دکتری مجید حق‌پرست و با
راهنمایی دکتر کیوان ناوی انجام شده، در
مجله World Applied Sciences
Journal 3 (جلد۶؛ صفحات ۹۷۴-۹۷۸؛ سال ۲۰۰۸) منتشر شده‌است.