Создан прототип компьютера на броуновских магнитных вихрях

Инженеры разработали прототип процессора на основе магнитных вихрей — скирмионов.

Исследователи из Майнцского университета имени Иоганна Гуттенберга разработали прототип устройства, которое сочетает броуновские и резервуарные вычисления. Новый подход позволит существенно сократить энергозатраты на проведение сложных вычислений.

Броуновские резервуарные вычисления представляют собой комбинацию двух нетрадиционных методов вычислений, объясняют физики. Компьютерные процессы обычно выполняются при комнатной температуре. Броуновскими называют вычисления, которые используют тепловую энергию окружающей среды, чтобы сократить энергопотребление.

Схема работы устройства. Магнитный вихрь, известный как скирмион (серая точка), смещается в углы треугольного поля электрическими токами, где он отскакивает от сторон. Потенциалов, показанных красным цветом, достаточно для выполнения базовых логических операций. Изображение: Klaus Raab, JGU

Резервуарные вычисления используют сложную реакцию физической системы на внешние воздействия, что приводит к чрезвычайно ресурсоэффективному способу обработки данных. Большая часть вычислений выполняется самой системой, что не требует дополнительной энергии. Преимущество подобной системы в том, что этот тип пластового компьютера можно легко настроить для выполнения различных задач, говорят ученые.

В своей работе исследователи создали твердотельную систему, которая состоит из тонких металлических пленок, обладающих магнитными скирмионами. Эти магнитные вихри ведут себя как частицы и могут приводиться в движение электрическими токами. На поведение скирмионов влияет не только приложенный ток, но и их собственное броуновское движение. Это броуновское движение скирмионов может привести к значительному увеличению энергосбережения, поскольку система автоматически перезагружается после каждой операции и готовится к следующему вычислению.

Исследователи протестировали работу своей системы с помощью булевых логических операций, которые тестируют точность вычислений. Результаты подтвердили работу системы. Авторы отмечают, что прототип легко изготовить с литографической точки зрения, и теоретически его можно уменьшить до размера всего лишь нанометров.


Читать далее:

Существует ли наука в экстремальных условиях? Отвечаем в цифрах

Супервулкан Йеллоустоун оказался в разы опаснее, чем считали ученые

Яйцо сбросили из космоса: посмотрите, что с ним стало

Изображение на обложке: Karin Everschor-Sitte and Matthias Sitte, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons edited by «Хайтек»

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука