IBM baut Quanten-Dominokaskade für futuristische Computerschaltkreise

Im internationalen Wettlauf um die Anwendung von Nanotechnologie und molekulare Schaltkreise sind IBM-Forscher jetzt der Konkurrenz von Hewlett-Packard wieder eine Nasenlänge voraus. Nachdem die HP-Forscher vor kurzem einen molekularen Speicherchip vorgeführt hatten, zeigen ihre Kollegen bei IBM jetzt, wie sich mit einzelnen Molekülen auf einer Kristalloberfläche logische Operationen durchführen lassen. Ihr jetzt in der Wissenschaftszeitschrift Science (Scienceexpress, October 24 2002; 10.1126/science.1076768) veröffentlichter "Sortierer" mit drei Eingängen belegt nur 12 × 17 Nanometer Fläche.

Andreas Heinrich, Christopher Lutz, Jay Gupta und Donald Eigler ordneten Kohlenmonoxid-Moleküle bei sehr tiefen Temperaturen v-förmig auf einer Kupferoberfläche an. Diese so genannte "Chevron-Konfiguration" ist nicht stabil -- nach etwa fünf Minuten springt das mittlere Molekül aus seiner Position und lässt sich in einer größeren Entfernung wieder auf der Oberfläche nieder. Die Wissenschaftler nutzten diesen Umstand, um -- analog zu einer Kaskade aufgestellter Domino-Steine -- Informationen zu übertragen und logische Operationen auszuführen. Auf ihrer Website präsentieren die Wissenschaftler unter anderem ein Video, das die Quanten-Kaskade in Aktion zeigt. Die vorgestellten Schaltkreise arbeiten allerdings recht langsam: Der Sortierer benötigt bei fünf Kelvin Temperatur rund eine Stunde bis ein Signal vom Eingang zum Ausgang gewandert ist. (wst)