Физиците са открили енергийно ефективна алтернатива.

Международен екип от учени, ръководен от физици от Виенския университет, направи пробив в компютърните технологии. Изследователите са разработили „интелигентно“ универсално устройство, което използва спинови вълни (магнони) за изпълнение на различни задачи за обработка на информация с изключителна енергийна ефективност.

Резултатите са публикувани в Nature Electronics и демонстрират значителен потенциал за разработването на телекомуникационни, компютърни и невроморфни системи от следващо поколение. Изследователите са приложили метод на „обратното инженерство“, който позволява на алгоритмите автоматично да настроят системата за изпълнение на определени функции.

Съвременната електроника е изправена пред сериозни предизвикателства, включително високата консумация на енергия и нарастващата сложност на дизайна. Магнониката – използването на количествени спинови вълни в магнитните материали – предлага обещаваща алтернатива, позволяваща ефективен пренос и обработка на данни с минимални загуби на енергия.

Изследователският екип, ръководен от Андрей Чумак от Групата по наномагнетизъм и магнетика към Виенския университет, е създал уникална експериментална уредба. Системата се базира на 49 индивидуално управляеми токови контури, разположени върху слой от итриево-железен гранат, които генерират регулируеми магнитни полета за задвижване на магноните.

Първият автор на статията, Нура Зенбаа, и нейните колеги са посветили повече от две години на разработването и тестването на прототипа. Той успешно изпълнява две ключови функции: действа като лентов филтър и демултиплексор – компоненти от решаващо значение за безжичните мрежи от следващо поколение.

За разлика от традиционните системи, които изискват специализирани компоненти, този универсален хардуер може да се адаптира към различните приложения, като намалява сложността, разходите и консумацията на енергия. Допълнителните изследвания потвърждават, че устройството може да извършва всякакви логически операции върху двоични данни, което го прави потенциална алтернатива на традиционните процесори.

Въпреки че настоящият прототип все още е доста голям и енергоемък, миниатюризирането му до по-малко от 100 нанометра ще позволи значително подобряване на ефективността. Това проправя пътя към енергийно ефективни универсални системи за обработка на данни и екологични компютърни технологии на бъдещето.