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
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука
Риск глобального потепления: ученые предупреждают о проблемах с дыханием
Наука
Microsoft случайно удалила ИИ-помощник Copilot при обновлении Windows
Новости
Крупнейшую цифровую камеру установили в обсерватории Веры Рубин
Космос
Кишечную палочку «научили» производить биоразлагаемый пластик
Наука
Космический телескоп наблюдал четыре гигантские экзопланеты у соседней звезды
Космос
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Космос
Посмотрите, как поверхность Луны становится красной: Blue Ghost снял видео затмения
Космос
Цифровую трансформацию HR обсудят на форуме «Цифровое сердце компании»
Новости
Посмотрите на Антарктиду без льда: опубликована подробная карта южного континента
Наука
В MIT разработали мышцы для роботов, которые сокращаются в разных направлениях
Наука
Китайский Baidu представил новую модель ИИ: «не хуже ChatGPT, но дешевле DeepSeek»
Новости
Процессорный модуль «Фишт» запустили в производство: заменит зарубежные аналоги  
Новости
НАСА сообщило о возможных следах древней жизни на Марсе  
Космос