Klassische Computer verbrauchen viel Strom zum Rechnen und geben dabei viel Wärme ab. Genug, um Lüfter oder Wasser zu benötigen, um gekühlt zu werden. Der ökologische Fußabdruck dieser Geräte ist eine Bedrohung für unsere Umwelt. Aus diesem Grund wird seit geraumer Zeit nach günstigeren Alternativen gesucht.
Glücklicherweise haben MIT-Forscher eine neue Computerarchitektur erfunden, die auf magnetischen Wellen basiert und keine Elektrizität benötigt, um Berechnungen durchzuführen. Dies wird als großer Fortschritt in der Entwicklung von Geräten angesehen, die um magnetbasierte „spintronische“ Schaltungen herum entwickelt wurden.
Die spintronischen Schaltkreise
Sie nutzen eine Quanteneigenschaft von Elektronen, die in magnetischen Materialien mit Gitterstruktur als "Spinwelle" bezeichnet wird. Bei diesem Ansatz werden die Eigenschaften der Spinwelle moduliert, um eine quantifizierbare Ausgabe zu erzeugen, die wiederum für die Datenberechnung verwendet wird.
Die Modulation dieser Eigenschaften erfordert jedoch normalerweise die Verwendung von elektrischem Strom mit Geräten, die Signalrauschen verursachen können, wodurch der Leistungsgewinn aufgehoben wird.
Die neue Schaltungsarchitektur, die vom MIT entwickelt wurde, beinhaltet die Verwendung eines Nanometer breiten Magnetbereichs aus geschichteten Nanofilmen, um die Eigenschaften von Spinwellen zu modulieren. Die Architektur macht Strom überflüssig.
Hier beschreibt er die Entdeckung im Zusammenhang mit spintronischen Schaltkreisen die Nachrichtenorganisation MIT News: „Zukünftig könnten Paare von Spinwellen über zwei Kanäle in die Schaltung eingespeist werden. Sie werden für unterschiedliche Eigenschaften moduliert und kombiniert. Sie werden messbare Quanteninterferenz erzeugen, die wir für die Berechnungen verwenden werden (ein bisschen wie Photonenwelleninterferenz wird für die Quantenberechnung) ".
zweite Luqiao Liu, Hauptforscher der Gruppe im Electronic Research Laboratory al MITkönnte sich Wave Computing als vielversprechende Alternative zum Silicon Computing erweisen.
Er addiert: „Mit so kleinen Flächen können wir die Spinwelle modulieren. Diese beiden getrennten Zustände können ohne echte Energiekosten hergestellt werden. Wir verlassen uns nur auf Spinwellen und das magnetische Material selbst.“
Ein "Klempner"-Beispiel
Beschreibung der Schaltung, Liu sagt, es ist wie eine Wasserpfeife. Der verwendete Bereich, auch "Domänenwand" genannt, ist ein Ventil, das die Art und Weise steuert, wie Wasser (Spinwelle) durch das Rohr (Material) fließt. Wenn eine ausreichend starke Spinwelle angelegt wird, kann die Position der Domänenwand geändert werden. Diese Modulation kann in einer präzisen Konfiguration gesteuert und verwaltet werden.
Forscher versuchen nun, funktionierende spintronische Schaltkreise zu bauen, um einfache Berechnungen durchzuführen. Der nächste Schritt besteht darin, das Material zu optimieren und potenzielles Signalrauschen zu reduzieren. Schließlich müssen wir eine Methode finden, um Zustände schnell zu ändern, indem wir uns um die Domänenwand bewegen.
