下一代節能計算機研究獲突破 更快自旋波催生新型磁振子計算機

新科技
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2023-08-21 10:50
中國網(wǎng)
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  世界各地的科學(xué)家正在努力尋找當前電子計算技術(shù)的替代方案,而磁學(xué)領(lǐng)域正在出現一種新的信息傳輸方式:磁介質(zhì)產(chǎn)生的波可代替電子交換用于傳輸,但迄今為止,計算速度仍太慢。奧地利維也納大學(xué)科學(xué)家發(fā)現了一種新方法,能讓自旋波變得更短且更快。該發(fā)現是邁向磁振子計算的重要一步,研究成果發(fā)表在最新的《科學(xué)進(jìn)展》上。

  磁振子學(xué)是一個(gè)較新的研究領(lǐng)域。磁體磁序中的局部擾動(dòng)可作為波在材料中傳播,這些波稱(chēng)為自旋波,相關(guān)的準粒子稱(chēng)為磁振子。它們以角動(dòng)量脈沖的形式攜帶信息。由于這一特性,它們可用作未來(lái)更小、更節能的計算機中的低功耗數據載體。磁振子學(xué)的主要挑戰是波長(cháng)——波長(cháng)越大,基于磁振子的數據處理單元就越慢。迄今為止,只能通過(guò)非常復雜的混合結構或同步加速器來(lái)縮短波長(cháng)。

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  研究團隊此次發(fā)現,當增加強度時(shí),自旋波就會(huì )變得更短、更快,這是磁振子計算產(chǎn)生突破的方法。他們比喻說(shuō),就像改變光的波長(cháng),其顏色就會(huì )改變,但如果改變強度,就會(huì )改變光度。鑒于此,團隊通過(guò)改變自旋波強度激發(fā)出了更短、更好的自旋波。

  該系統目前激發(fā)的波長(cháng)約為200納米。根據數值模擬,還能激發(fā)更短的波長(cháng)。

  值得一提的是,新系統表現出了一種“自鎖非線(xiàn)性位移”,這意味著(zhù)激發(fā)的自旋波的振幅是恒定的,該特性與集成電路密切相關(guān),因為它允許不同的磁性元件以相同的幅度一起工作,這對于人類(lèi)構建更復雜的系統和實(shí)現基于磁振子的計算機都至關(guān)重要。


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