Почти без электричества и тепла смогут работать компьютеры на основе «магнитных» технологий — ученые

Классические компьютеры основе «кремниевых» технологий требуют огромного количества электроэнергии для вычислений и хранения данных, и в процессе работы создают много тепла.

В поисках более эффективных альтернатив исследователи начали разработку приборов на основе магнитных «спиртронов», которые используют сравнительно мало электроэнергии и почти не производят тепло, сообщает пресс-служба Массачусетского технологического института.

Спинтронные устройства используют «спиновую волну» — квантовое свойство электронов — в магнитных материалах с решетчатой ​​структурой. Этот подход заключается в модуляции свойств спиновых волн для получения некоторых измеримых результатов, которые могут быть коррелированы с вычислениями.

До сих пор моделирование спиновых волн требовало впрыска электрических токов с помощью громоздких компонентов, которые приводили к возникновению шума в полезном сигнале и сводили на нет прирост производительности.

Ученые разработали технологию, которая использует только нанометровую стенку в слоистой нанопленке магнитного материала для модуляции спиновой волны, которая образуется без каких-либо дополнительных компонентов или электрического тока.

В свою очередь, спиновую волну можно настраивать, чтобы при необходимости контролировать расположение стенки. Это обеспечивает точный контроль над двумя изменениями состояния спиновой волны, которые соответствуют единице и нулю, используемых в классических вычислениях.

Исследователи предполагают, что в будущем такие спинтронные устройства смогут выполнять очень сложные задачи, став более эффективным конкурентом традиционных компьютеров.

Люди начинают искать способы вычислений за пределами кремния. Волновые вычисления являются многообещающей альтернативой, — подчеркивают исследователи.

Используя такую узкую стенку, мы можем модулировать спиновую волну и создавать эти два отдельные состояния без каких-либо реальных затрат энергии. Мы полагаемся только на спиновые волны и собственный магнитный материал, — добавляют ученые.

Спиновые волны — это пульсации энергии с малыми длинами волн. Кусочки спиновой волны, которые по сути являются коллективным спином многих электронов, называются магнонами. Хотя магноны не являются истинными частицами, как отдельные электроны, их можно измерять аналогичным образом для проведения вычислений.

Напомним, испанские ученые недавно сделали важный шаг к созданию «квантового интернета» — новейшей компьютерной сети, созданной на основе квантовых компьютеров.