Классические компьютеры используют огромное количество электроэнергии для вычислений и рассеивают при этом большое количество тепла. Достаточно, чтобы потребовать, знаете ли, вентиляторы или воду для охлаждения. Воздействие этих устройств на окружающую среду представляет угрозу для нашей окружающей среды. По этой причине уже давно ищут более дешевые альтернативы.
К счастью, исследователи Массачусетского технологического института изобрели новую компьютерную архитектуру, основанную на магнитных волнах и не требующую электричества для выполнения вычислений. Это считается большим шагом вперед в разработке устройств, разработанных на основе магнитных «спинтронных» схем.
Спинтронные схемы
Они используют квантовое свойство электронов, называемое «спиновой волной» в магнитных материалах с решетчатой структурой. В этом подходе свойства спиновой волны модулируются для получения поддающихся количественной оценке выходных данных, которые, в свою очередь, используются для вычисления данных.
Однако модуляция этих свойств обычно требует использования электрического тока с помощью устройств, которые могут вызвать шум сигнала, что сводит на нет выигрыш в производительности.
Новая архитектура схемы, разработанная Массачусетским технологическим институтом, включает в себя использование магнитной области нанометровой ширины, состоящей из слоистых нанопленок, для модуляции свойств спиновых волн. Архитектура исключает потребность в электричестве.
Вот как он описывает открытие, связанное со спинтронными схемами. новостная организация MIT News: «В будущем пары спиновых волн можно будет подавать в схему по двум каналам. Они будут модулированы для различных свойств и объединены. Они будут генерировать измеримую квантовую интерференцию, которую мы будем использовать для расчетов (что-то вроде интерференции фотонных волн, используемой для квантовый расчет) ".
второй Луцяо Лю, главный научный сотрудник группы Лаборатории электронных исследований и др. из Массачусетского Технологического Института, волновые вычисления могут оказаться многообещающей альтернативой кремниевым вычислениям.
Он добавляет: «Используя такие небольшие области, мы можем модулировать спиновую волну. Эти два отдельных состояния можно создать без реальных затрат энергии. Мы полагаемся только на спиновые волны и сам магнитный материал».
Пример "сантехника"
Описывая схему, Лю говорит, что это как водопровод. Используемая область, также называемая «стенкой домена», представляет собой клапан, который контролирует то, как вода (спиновая волна) течет через трубку (материал). Когда применяется достаточно сильная спиновая волна, положение доменной стенки может быть изменено. Эта модуляция может контролироваться и управляться в точной конфигурации.
Сейчас исследователи пытаются построить работающие спинтронные схемы для выполнения простых вычислений. Следующим шагом является оптимизация материала и снижение потенциального шума сигнала. Наконец, вам нужно найти способ быстро менять состояния, перемещаясь по доменной границе.
