Майже без електрики та тепла зможуть працювати комп’ютери на основі «магнітних» технологій — учені (ІНФОГРАФІКА)

Класичні комп’ютери основі «кремнієвих» технологій потребують величезної кількості електроенергії для обчислень та зберігання даних, і в процесі роботи створюють багато тепла.

У пошуках більш ефективних альтернатив дослідники розпочали розробку приладів на основі магнітних «спіртронів», які використовують порівняно мало електроенергії та майже не виробляють тепло, повідомляє прес-служба Массачусетського технологічного інституту.

Спінтронні пристрої використовують «спінову хвилю» — квантову властивість електронів — в магнітних матеріалах з ґратчастою решіткою. Цей підхід полягає в модуляції властивостей спінових хвиль для отримання деяких вимірних результатів, які можуть бути корельовані з обчисленнями.

Досі модулювання спінових хвиль вимагало впорскування електричних струмів за допомогою громіздких компонентів, які призводили до виникнення шуму в корисному сигналі й зводили нанівець приріст продуктивності.

Учені розробили технологію, яка використовує лише нанометрову стінку в шаруватій наноплівці магнітного матеріалу для модуляції спінової хвилі, що утворюється без будь-яких додаткових компонентів або електричного струму.

У свою чергу, спінову хвилю можна налаштовувати, щоб за необхідності контролювати розташування стінки. Це забезпечує точний контроль над двома змінами стану спінової хвилі, які відповідають одиниці та нулю, що використовуються в класичних обчисленнях.

Дослідники припускають, що в майбутньому такі спінтронні пристрої зможуть виконувати дуже складні завдання, ставши більш ефективним конкурентом традиційних комп’ютерів.

Люди починають шукати способи обчислень за межами кремнію. Хвильові обчислення є багатообіцяючою альтернативою, — наголошують дослідники.

Використовуючи такою вузьку стінку, ми можемо модулювати спінову хвилю і створювати ці два окремі стани без будь-яких реальних витрат енергії. Ми покладаємося тільки на спінові хвилі і власний магнітний матеріал, — додають учені.

Спінові хвилі — це пульсації енергії з малими довжинами хвиль. Шматочки спінової хвилі, які по суті є колективним спіном багатьох електронів, називаються магнонами. Хоча магнони не є істинними частинками, як окремі електрони, їх можна вимірювати аналогічним чином для проведення обчислень.

Нагадаємо, іспанські вчені нещодавно зробили важливий крок до створення «квантового інтернету» — новітньої комп’ютерної мережі, створеної на основі квантових комп’ютерів.