Спиновыми волнами научились управлять

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую схему, которая позволяет точно управлять вычислениями с помощью магнитных волн без необходимости в электричестве. Устройства на основе этой технологии будут эффективнее электронных. Статья об этом опубликована в журнале Science.

Классические компьютеры используют огромное количество электричества для проведения вычислений и хранения данных и рассеивают множество энергии в виде тепла. В поисках более эффективных альтернатив исследователи приступили к разработке магнитных спинтронных устройств, которые потребляют относительно мало электроэнергии и практически не генерируют тепло.

Такие установки используют спин — квантовое свойство электронов — в магнитных материалах с решетчатой структурой. В таких материалах энергию и информацию переносят не электроны, а спиновые волны. Но для создания вычислительных устройств на основе этой технологии необходимо научиться точно управлять такими волнами. До сих пор сделать это ученым не удавалось.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую схему, при которой для модуляции проходящей спиновой волны используется только тонкая наноразмерная стенка между доменами — областями с различными направлениями намагниченности. В свою очередь, спиновая волна может быть настроена для управления расположением стенки, если это необходимо. Это обеспечивает точное управление двумя изменяющимися состояниями спиновых волн, которые соответствуют нулям и единицам в классических вычислениях. При этом система не нуждается в подаче электроэнергии для своей работы.

В будущем пары спиновых волн могут подаваться в цепь по двум каналам, после чего изменяться с помощью специального алгоритма и объединяться для получения квантовой интерференции. Это аналогично тому, как используется фотонная волновая интерференция для квантовых вычислений. Исследователи предполагают, что такие интерференционные спинтронные устройства могут стать основой для квантовых компьютеров нового поколения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.