Önce hücre, sonra çoğunluk
Bir bellek devresini anlamak için önce sakladığı bitin nerede durduğuna bakmalı. Scientific Reports’ta yayımlanan hakemli tasarımda bit, dört kuantum noktası içindeki iki elektronun yerleşimiyle temsil ediliyor. Elektronlar karşılıklı köşelere yerleşiyor; iki olası düzen sıfır ve bir karşılığını alıyor. Komşu hücreler elektriksel etkileşimle birbirini etkiliyor. Buradaki hesap, klasik ikili mantık hesabı. Kuantum noktalı hücrelerin adı, tasarımı kübitlerle işlem yapan bir bilgisayara çevirmiyor. İncelenen yapı, üretilmiş bir çipten alınan ölçüm yerine bilgisayar benzetiminde tanımlanan bir bellek düzeni.[1]
Sonraki parça, üç girişten çoğunluk değerini alan kapı. En az iki giriş bir değerini taşıyorsa çıkış bir oluyor; en az ikisi sıfırsa çıkış sıfır oluyor. Bu kural, devrenin hangi durumdan hangi duruma geçebildiğini görünür kılıyor. Araştırmacılar bu kapının çıkışını çıkışın girişe geri bağlanması yoluyla yeniden devreye bağladı. Böylece önceki çıktı, sonraki durumun belirlenmesinde kullanılabiliyor. Sadece gelen değeri izleyen bir yol yerine, önceki değerin de etkili olduğu bir halka oluşuyor. Belleğin mantıksal çekirdeği bu geri dönüşte: çıkış, bir sonraki durum için girdi haline geliyor.[1]
Tutma ve değiştirme arasında seçim
Geri dönüş yolu tek başına yeni verinin ne zaman alınacağını söylemiyor. Saat girişi, yeni veri ile önceki değerin tutulması arasında seçim yapıyor. Makalenin doğruluk tablosunda saat açıkken çıkış veri girişini izliyor; saat kapalıyken önceki değer korunuyor. Bu davranış, 14 hücrelik tek katmanlı kilit düzeninde sınanıyor. Tasarım ayrı bir tersleyici aşaması gerektirmiyor. Küçük düzenin anlamı, hücreleri saymaktan önce işlevleri izleyince belirginleşiyor: giriş veriyi getiriyor, çıkışın girişe geri bağlanması önceki durumu taşıyor, saat ise hangi davranışın etkin olduğunu seçiyor.[1]
İkinci düzen, kurma ve sıfırlama girişlerini ekleyerek hücre sayısını 15’e çıkarıyor. Bunlar saklanan değeri veri ve saat girişinden bağımsız olarak zorlayabiliyor. İkisi de etkin olmadığında normal tutma davranışı sürüyor. Bu ek arayüz, bellek değerinin dışarıdan belirlenmesini sağlıyor. Tasarımın yararlı yanı, yalnızca bir hücre eklenmesiyle özetlenemez; başlatma işleminin devre içinde açık bir yolu oluşuyor. Bir sistemin kullanabileceği bellek, hem aldığı değeri korumalı hem de durumunu denetlenebilir biçimde değiştirmeye izin vermeli. Araştırmacıların eklediği girişler bu ikinci işleve yönelik.[1]
Saat, şemanın fiziksel parçası
Mantıktaki saat girişi ile hücreleri yöneten fiziksel saat düzenini de ayırmak gerekiyor. Hücrelerin tünelleme engeli dört evrede değiştiriliyor: anahtarlama, tutma, bırakma ve gevşeme. Bu sıralama, komşu hücrelerin birbirini hangi yönde etkilediğini ve bir değerin ne zaman sabit kaldığını belirliyor. Saat, enerji gerektiren fiziksel denetimin bir parçası. QCADesigner açıklanan koşullarda mantıksal davranışı sınarken QCAPro enerji kaybını model altında hesaplıyor. Bunlar üretim, bağlantı ve çalışma koşullarının tümünü ölçen bir donanım deneyi oluşturmuyor. Küçük mantık düzeninin arkasında hücreleri doğru sırada yönlendirme işi sürüyor.[1]
Bu tasarımın okunabilir katkısı, bellek işlevinin çoğunluk, çıkışın girişe geri bağlanması ve denetim girişleriyle nasıl kurulabildiği. Üretim kusurları, saat uyumsuzluğu ve büyük bellek dizisindeki bağlantılar ise henüz çalışan aygıtta sınanmış değil. Bu yüzden benim için şemanın küçülmesi, fiziksel denetimin de aynı oranda küçüldüğü anlamına gelmiyor. Küçük düzenin üretimde daha kolay kurulması mümkün; saat ve bağlantı yükünün baskın çıkması da mümkün. Burada elde edilen şey, işlevleri izlenebilen bir bileşen önerisi. Sisteme dönüşme yolunda belirleyici parça, hücrelerin sayısı kadar bu işlevlerin gerçek koşullarda birlikte korunması.[1]