ComputersHowto
Klasické počítače používají pro výpočet obrovské množství elektřiny a v procesu odvádějí velké množství tepla. Uhlíková stopa těchto zařízení představuje hrozbu pro naše životní prostředí. Vědci se proto snaží přijít s alternativami.
Naštěstí vědci z MIT vynalezli nový design architektury obvodů, který se spoléhá na magnetické vlny a pro výpočet nevyžaduje elektřinu. Toto je považováno za skok v navrhování magneticky založených „spintronických“ zařízení.
Taková zařízení používají kvantovou vlastnost elektronů zvanou „Spin vlna“ v magnetických materiálech s mřížkovou strukturou. V tomto přístupu jsou vlastnosti spinových vln modulovány tak, aby produkovaly měřitelný výstup, který se zase používá pro výpočet dat. Modulace těchto vlastností však vyžaduje vstřikování elektrického proudu pomocí zařízení, která mohou způsobovat šum signálu, čímž se neguje zvýšení výkonu.
Nová architektura obvodů výzkumníků MIT zahrnuje použití stěny domény v nanometrech ve vrstvených nanofilmech magnetického materiálu pro modulaci vlastností spinových vln. Architektura eliminuje potřebu vstřikování elektrických proudů.
Jak to popisuje MIT News, „v budoucnu by mohly být páry spinových vln přiváděny do obvodu prostřednictvím duálních kanálů, modulovány pro různé vlastnosti a kombinovány tak, aby vytvářely určitou měřitelnou kvantovou interferenci - podobně jako se interference fotonových vln používá pro kvantové výpočty.“
Podle Luqiao Liu, hlavního výzkumného pracovníka skupiny Spintronic Material and Device Group ve výzkumné laboratoři elektroniky, by se vlnové výpočty mohly ukázat jako slibná alternativa k křemíkovému výpočtu.
On přidává, "Použitím této úzké doménové stěny můžeme modulovat vlnu odstřeďování a vytvořit tyto dva samostatné stavy bez jakýchkoli skutečných nákladů na energii. Spoléháme jen na točení vln a magnetický materiál.“
Při popisu okruhu Liu říká, že je to jako vodní dýmka. Stěna domény je ventil, který řídí, jak voda (spinová vlna) protéká potrubím (materiálem). Když je aplikována dostatečně silná spinová vlna, lze pozměnit polohu stěny domény. Tuto modulaci lze ovládat pomocí monitorovaného nastavení.
Vědci se nyní snaží vybudovat pracovní vlnový obvod pro provádění základních výpočtů. Dalším krokem je optimalizace materiálu, snížení potenciálního šumu signálu a stanovení metody rychlého přepínání stavů pohybem kolem zdi domény.
Doufáme, že nová architektura obvodů připraví půdu pro mnohem efektivnější výpočty, které nevyžadují elektřinu a v procesu se vytváří minimální teplo.
Přečtěte si také: Bliss OS 12 vám umožní spustit Android 10 na Linuxu nebo Windows 10 PC
