अधिक कम्प्यूटेशनल शक्ति की निरंतर बढ़ती आवश्यकता से निपटने के लिए, जापान के योकोहामा राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने MANA (मोनोलिथिक एडियाबेटिक इग्रैग्रेशन आर्किटेक्चर) नामक एक 4-बिट AQFP प्रोटोटाइप माइक्रोप्रोसेसर को सफलतापूर्वक विकसित किया है । यह नया माइक्रोप्रोसेसर सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करके विकसित किया गया है जो उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग सिस्टम के माइक्रोप्रोसेसर में पाए जाने वाले की तुलना में लगभग 80 गुना अधिक ऊर्जा-कुशल हैं।
नया प्रोसेसर नाइओबियम / एल्यूमीनियम जोसेफसन जंक्शनों का उपयोग करके बनाया गया है और 4.2K पर संचालित होता है। यह अल्ट्रा-लो-पावर, उच्च-प्रदर्शन माइक्रोप्रोसेसरों, और डेटा कंप्यूटिंग केंद्रों की अगली पीढ़ी के लिए अन्य कंप्यूटिंग हार्डवेयर के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में, एक ऊर्जा कुशल सुपरकंडक्टर डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक संरचना का उपयोग करता है, जिसे एडियाबेटिक क्वांटम-फ्लक्स-पैराड्रॉन (AQFP) कहा जाता है। और संचार नेटवर्क।
जैसा कि योकोहामा नेशनल यूनिवर्सिटी में एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख लेखक क्रिस्टोफर अयाला ने कहा , "डिजिटल संचार बुनियादी ढांचा जो सूचना युग का समर्थन करता है, जो हम आज रहते हैं, वर्तमान में लगभग 10% वैश्विक बिजली का उपयोग करते हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि सबसे खराब स्थिति में अगर हमारे संचार अवसंरचना की अंतर्निहित तकनीक में कोई व्यापक परिवर्तन नहीं हुआ है, जैसे कि बड़े डेटा केंद्रों में कंप्यूटिंग हार्डवेयर या संचार नेटवर्क को चलाने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स, तो हम देख सकते हैं कि इसका बिजली उपयोग बढ़ गया है 2030 तक वैश्विक बिजली का 50%। "
AQFP कंप्यूटिंग अर्थात के सभी पहलुओं में सक्षम है। डेटा प्रोसेसिंग और डेटा स्टोरेज। इसके अलावा, माइक्रोप्रोसेसर का डेटा प्रोसेसिंग हिस्सा 2.5 गीगाहर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति तक काम कर सकता है जो आज की कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों के लिए आदर्श है। इसके अतिरिक्त, यह टीम द्वारा डिज़ाइन पद्धति और प्रयोगात्मक सेटअप में और सुधार के साथ 5-10 गीगाहर्ट्ज़ तक बढ़ सकता है।
एक सुपरकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस होने के नाते, AQFP को कमरे में तापमान 4.2 केल्विन से चिप्स को ठंडा करने के लिए अतिरिक्त शक्ति की आवश्यकता होती है ताकि AQFPs को सुपरकंडक्टिंग स्थिति में जाने में सक्षम किया जा सके। कूलिंग ओवरहेड के बावजूद, उच्च प्रदर्शन वाले कंप्यूटर चिप्स में पाए जाने वाले अत्याधुनिक अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की तुलना में AQFP अभी भी लगभग 80 गुना अधिक ऊर्जा-कुशल है।
टीम ने अधिक कॉम्पैक्ट AQFP उपकरणों के विकास सहित तकनीक में सुधार करने की योजना बनाई है, जिससे ऑपरेशन की गति बढ़ रही है, और प्रतिवर्ती संगणना के माध्यम से ऊर्जा-दक्षता में और भी वृद्धि हो रही है। इसके अलावा, एक चिप में जितनी संभव हो उतने उपकरण फिट करने के लिए डिज़ाइन दृष्टिकोण को स्केल करने की योजना है और सभी को उच्च घड़ी आवृत्तियों पर मज़बूती से संचालित करते हैं। इसके अलावा, टीम यह जांच करेगी कि कैसे AQFPs अन्य कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों में मदद कर सकता है जैसे कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता के लिए न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग हार्डवेयर और साथ ही क्वांटम कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों के लिए।
अध्ययन को आईईईई जर्नल ऑफ सॉलिड-स्टेट सर्किट में प्रकाशित किया गया था, जिसमें आप AQFP MANA माइक्रोप्रोसेसर पर अधिक विवरण प्राप्त कर सकते हैं।