Классические компьютеры используют огромное количество электроэнергии для вычислений и при этом рассеивают большое количество тепла. Настолько, что, знаете ли, для охлаждения требуются вентиляторы или вода. Экологический след этих устройств представляет собой угрозу для нашей окружающей среды. По этой причине в течение достаточно долгого времени искались менее дорогие альтернативы.
К счастью, исследователи Массачусетского технологического института изобрели новую вычислительную 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 измеримого результата, который, в свою очередь, используется для вычисления данных.
Однако модуляция этих свойств обычно требует использования электрического тока с использованием устройств, которые могут вызывать шум сигнала, тем самым сводя на нет выигрыш в производительности.
Новая архитектура схемы, разработанная Массачусетским технологическим институтом, предполагает использование магнитной области нанометровой ширины, состоящей из слоистых нанопленок, для модуляции свойств спиновых волн. Архитектура исключает необходимость использования электричества.
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 модулироваться по разным свойствам и комбинироваться. Они будут генерировать измеримую квантовую интерференцию, которую мы будем использовать для вычислений (так же, как интерференция фотонных волн используется для квантовый расчет) ".
второй Луцяо Лю, главный научный сотрудник группы Лаборатории электронных исследований и др. MITВолновые вычисления могут оказаться многообещающей альтернативой кремниевым вычислениям.
Он добавляет: «Используя такие небольшие площади, мы можем модулировать спиновую волну. Вы можете создать эти два отдельных состояния без каких-либо реальных затрат энергии. Мы полагаемся только на спиновые волны и сам магнитный материал».
«Гидравлический» пример
Описывая схему, Лю он говорит, что это как водопровод. Используемая область, также называемая «доменной стенкой», представляет собой клапан, который контролирует поток воды (спиновая волна) через трубку (материал). При приложении достаточно сильной спиновой волны положение доменной стенки может быть изменено. Эту модуляцию можно контролировать и управлять 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.
