Die Elektronik hat einen neuen Rivalen in der Szene: Magnetwellen, die der Fähigkeit, viel effizienter als heutige Computer zu rechnen, einen Schritt näher kommen.
Ingenieure am Masshuttets Institute of Technology entwickelten ein Schaltungsdesign, das die präzise Steuerung des Rechnens mithilfe von Magnetwellen anstelle von Elektronik ermöglicht. Ihre Arbeit könnte den Weg für eine neue Gruppe von Computern ebnen, die ihre Arbeit viel effizienter erledigen. Ihre Arbeit warveröffentlicht in der Tagebuch Wissenschaft .
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Computer benötigen viel Strom
Derzeit benötigen Computer viel Strom, um Informationen zu berechnen und alle gesammelten Daten zu speichern. Sie geben auch viel Wärme ab. Dies hat zu Forschungsarbeiten geführt, um eine Alternative zu finden. Eine, die bei Forschern beliebt ist, ist die Verwendung von MagnetenSpinwellen statt Elektrizität.
Im Laufe der Jahre haben Forscher magnetbasierte entwickelt Spintronic-Geräte die nicht viel Strom benötigen und keine Wärme erzeugen. Spintronic-Geräte optimieren die Spinwelleneigenschaften so, dass sie etwas erzeugen, das gemessen und mit der Berechnung korreliert werden kann.
Spinwellen, bei denen es sich um Energiestöße mit kleinen Wellenlängen handelt, werfen Brocken ab, die als Magnonen bezeichnet werden. Magnonen sind keine Teilchen wie Elektronen, können jedoch zur Berechnung gemessen werden. Um die Spinwelle zu modulieren, sind Forscher erforderlichum elektrische Ströme zu injizieren. Dies erfordert jedoch zusätzliche Komponenten und verursacht Signalrauschen, wodurch Leistungssteigerungen ausgeglichen werden.
Um dies zu überwinden, haben die MIT-Ingenieure eine Schaltungsarchitektur erstellt, die eine nanometerweite Domänenwand in geschichteten Nanofilmen aus magnetischem Material verwendet, um die Spinwelle im Verlauf zu ändern. Daher sind keine zusätzlichen Komponenten erforderlichnoch der elektrische Strom. Die Spinwelle kann geändert werden, um zu steuern, wo sich die Nanometerwand befindet, wodurch zwei sich ändernde Spinwellen erzeugt werden, die mit 1s und 0s korrelieren.
Wave Computing wird Realität
„Die Menschen beginnen, nach Computern jenseits von Silizium zu suchen. Wave Computing ist eine vielversprechende Alternative“, sagt Luqiao Liu, Professor am Institut für Elektrotechnik und Informatik EECS und Hauptforscher der Spintronic Material and Device Group indas Forschungslabor für Elektronik sagte in a Pressemitteilung Hervorhebung der Arbeit. „Durch Verwendung dieser schmalen Domänenwand können wir die Spinwelle modulieren und diese beiden getrennten Zustände ohne echte Energiekosten erzeugen. Wir verlassen uns nur auf Spinwellen und intrinsisches magnetisches Material.“
Die von den MIT-Ingenieuren erstellte Schaltung könnte aktivieren Wellenbasiertes Rechnen für bestimmte Aufgaben wie die "schnelle Fourier-Transformation", die laut MIT eine Signalverarbeitungstechnik ist. Das Team strebt nun den Aufbau einer Wellenschaltung an, die grundlegende Berechnungen ausführen kann.