Centrum Kwantowych Cyfrowych Organicznych Memrystorów

Molekularne memrystory i komputery przyszłości - projekt CKCOM
Rosnące zapotrzebowanie na moc obliczeniową w systemach sztucznej inteligencji, analizie danych i elektronice użytkowej powoduje gwałtowny wzrost zużycia energii przez technologie cyfrowe. Projekt CKCOM koncentruje się na opracowaniu nowych rozwiązań nanoelektronicznych opartych na memrystorach molekularnych – elementach pamięciowych w skali cząsteczek, które mogą przełączać się między stanami i jednocześnie przetwarzać oraz przechowywać informację. Celem projektu CKCOM jest stworzenie energooszczędnych technologii obliczeniowych wykorzystujących zjawiska kwantowe jako podstawę działania przyszłych układów elektronicznych.

Projekt rozwija koncepcję memcomputingu, czyli takiej architektury, w której przetwarzanie i przechowywanie informacji zachodzą w jednej jednostce, zamiast być rozdzielone. W proponowanych systemach przełączanie ma wynikać z tunelowania kwantowego protonów między dwiema dobrze zdefiniowanymi pozycjami. To istotna różnica względem konwencjonalnych memrystorów, gdzie zmianę stanu uzyskuje się poprzez migrację jonów. Takie rozwiązanie ma umożliwiać terahercowe szybkości reakcji, a jednocześnie ograniczać tzw. zmęczenie materiału, czyli stopniową utratę sprawności podczas wielokrotnego przełączania.

Program badawczy zakłada utworzenie interdyscyplinarnego centrum złożonego z kilku  wyspecjalizowanych grup badawczych, które mają zsynchronizować cały proces: od projektowania i syntezy nowych układów, przez charakteryzację ich właściwości, po zastosowania i testy w urządzeniach. Kluczowe cele obejmują opracowanie trzech klas systemów molekularnych: pamięci nieulotnych, pamięci ulotnych oraz kubitów protonowych (PQubits). Te rozwiązania mają łączyć wysoką wydajność energetyczną i stabilność operacyjną z potencjalnymi możliwościami obliczeń kwantowych. Inicjatywa integruje modelowanie obliczeniowe, chemię syntetyczną, spektroskopię oraz testowanie urządzeń, aby zbliżać rozwiązania naukowe do zastosowań przemysłowych.

Długofalowym celem projektu CKCOM jest rozwój nowych materiałów i komponentów dla nanoelektroniki o wysokiej efektywności energetycznej, które mogą znaleźć zastosowanie m.in. w sprzęcie sztucznej inteligencji, przetwarzaniu brzegowym oraz inteligentnych urządzeniach elektronicznych. Projekt CKCOM wpisuje się w globalne poszukiwania technologii obliczeniowych o mniejszym zużyciu energii i większej wydajności, a jego rezultaty mogą przyczynić się do rozwoju nowych generacji układów elektronicznych oraz technologii kwantowych.

Biogram Głównego Wykonawcy
Głównym Wykonawcą w projekcie jest prof. Daniel Gryko. Jego zainteresowania badawcze obejmują absorpcję dwufotonową, barwniki bliskiej podczerwieni, przeniesienie protonu w stanie wzbudzonym, przeniesienie elektronu, fotochromowe przełączniki oraz fluorescencję związków nitrowych. Prof. Gryko jest twórcą najbardziej efektywnych metod syntezy koroli, oraz odkrywcą wielu heterocyklicznych barwników funkcjonalnych w tym m.in. tetraarylo-1,4-dihydropirolo[3,2-b]piroli, dipirolonaftyrydynodionów, 3,9-dioksa-peryleno-2,8-dionów, diketopirolopiroli o rozszerzonym chromoforze oraz tieno[2,3-f]izoindolo-5,8-dionów. Jego rolą w projekcie są zaawansowane badania fotofizyczne otrzymanych aromatycznych aminokwasów.