ساخت تراشه برای توسعه حوزه کوانتومی و زیست‌فناوری

شرکت آرچر متریالزدر حال توسعه یکی از پیچیده‌ترین تراشه‌های صنعتی است، که در حوزه‌های مختلف از پردازنده‌های کوانتومی گرفته تا آزمایشگاه‌های روی تراشه مبتنی بر گرافن قابل استفاده است.

کد خبر: ۱۰۵۰۸۴۶

شنبه - ۰۳ دی ۱۴۰۱ / December 24, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، شرکت آرچر متریالز (Archer Materials) در حال توسعه یکی از پیچیده‌ترین تراشه‌های صنعتی است، که در حوزه‌های مختلف از پردازنده‌های کوانتومی گرفته تا آزمایشگاه‌های روی تراشه مبتنی بر گرافن قابل استفاده است.

این شرکت نیمه هادی استرالیایی با پردازنده کیوبیت مبتنی بر CMOS و آزمایشگاه بر روی تراشه مبتنی بر گرافن، قصد دارد نوآوری خود را در صنعت حسگر زیستی ادامه دهد. آرچر متریالز بر این باور است که پردازنده کوانتومی آن‌ها به دسترسی کوانتومی فراتر از فناوری‌های ابری و لبه در دستگاه‌های تلفن همراه کمک می‌کند.

این پیشرفت‌ها می‌تواند موج جدیدی از تراشه‌ها با افزایش قدرت محاسباتی برای هوش مصنوعی، بلاک چین و مدیریت مراقبت‌های بهداشتی ایجاد کند.

در تلاش برای مدل‌سازی بیماری و نظارت بر سلامت انسان، محققان حوزه زیست‌فناوری تراشه‌های زیستی، دستگاه‌های قابل کاشت و سیگنال‌های زیستی قابل دیجیتالی شدن را توسعه می‌دهند. یکی از این فناوری‌های مفید، ترانزیستور‌های اثر میدان گرافن (gFET)، دستگاه‌های حاوی منبع، درین، گیت پشتی یا گیت مایع است. این دستگاه‌ها حساس، مقیاس‌پذیر و کم مصرف هستند. آن‌ها همچنین دارای یک کانال گرافنی بوده که می‌توانند در معرض یک محیط زیستی قرار گیرند.

آرایه‌های زیستی gFET کوچک با توان عملیاتی بالا در تشخیص آنالیت و ضبط عصبی استفاده می‌شوند. این به این دلیل است که آرایه‌های زیستی gFET در کاربرد‌های تشخیص آنالیت حساس‌تر از حسگر‌های الکترونیکی معمولی مورد استفاده در دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه هستند. آرچر متریالز با موفقیت gFET‌ها را با میکرو سیال‌های روی تراشه ادغام کرده است تا به طور همزمان ویروس‌ها و باکتری‌ها را در نمونه‌های مایع به اندازه یک قطره شناسایی کند.

آرچر متریالز به تازگی gFET با دریچه مایع ساخته است که از اتصال مایع به مدار مجتمع دستگاه جلوگیری می‌کند. این فناوری به شرکت آرچر متریالز این امکان را داده است که یک بیوچیپ به نام A ۱ Biochip توسعه دهد که نوید تشخیص برخی از کشنده‌ترین بیماری‌های واگیر جهان و کمک به مدیریت بیماری در محل مراقبت را می‌دهد.

gFET یک جزء حسگری در A ۱ Biochip است که سیگنال‌های بیولوژیکی ویروس‌ها و باکتری‌ها را دیجیتالی می‌کند. محمد جوکار مدیرعامل آرچر متریالز ادعا می‌کند که این ترانزیستور از یک صفحه گرافن با ضخامت یک اتم تشکیل شده است که به عنوان یک حسگر فوق حساس در دستگاه بیوچیپ عمل می‌کند. سپس دستگاه gFET می‌تواند در سیستم‌های میکروسیال پیشرفته ادغام شود تا یک آزمایشگاه روی تراشه ایجاد کند.

با این راه حل ثبت شده، این شرکت امیدوار است صنعت زیست‌فناوری را با فعال کردن یک آزمایشگاه روی تراشه که نه تنها چندین بیماری را تشخیص می‌دهد، بلکه مراقبت‌های بهداشتی را ارزان‌تر، کارآمدتر و در دسترس‌تر می‌کند، متحول کند.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که کیوبیت‌های چرخشی را می‌توان بالاتر از دمای برودتی دستکاری کرد، آرچر متریالز همچنین در حال توسعه یک تراشه پردازنده کیوبیت است که در دمای اتاق کار می‌کند. این شرکت فناوری CMOS را با تراشه پردازشگر کیوبیت ۱۲ CQ خود ادغام کرد و دستگاهی مقیاس‌پذیر تولید کرد که اطلاعات کوانتومی را شناسایی می‌کند.

آرچر متریالز قبلا از فناوری ترانزیستور با تحرک الکترون بالا (HEMT) برای شناسایی اطلاعات کوانتومی در تراشه پردازنده کیوبیت ۱۲ CQ خود استفاده کرده است.

آرچر متریالز امیدوار است که نوآوری‌های تراشه‌های کوانتومی و بیوچیپ‌هایش در را به سوی پیشرفت‌های بیشتری در تحقیقات کوانتومی و مدیریت سلامت باز کند.