Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Недавний прорыв в области квантовой механики может изменить правила игры в вычислительных технологиях. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде получили почти 4 миллиона долларов для разработки новых технологий на основе антисферомагнитных материалов. Эти материалы обладают уникальными свойствами, которые могут сделать память и вычисления быстрее и компактнее, что станет значительным шагом вперед для современных микросхем.
Проект, финансируемый в рамках программы UC National Laboratory Fees Research Program, будет направлен на изучение антисферомагнитных спинтроников, которые используют квантовый спин электронов для хранения и обработки данных. Это открытие обещает решить многие проблемы традиционной электроники, такие как скорость работы и плотность хранения информации, которые часто ограничены нынешними технологиями на основе ферромагнитных материалов.
Антисферомагнитные материалы: новые возможности
Антисферомагнитные материалы, в отличие от ферромагнитных, не имеют общего магнитного момента, так как спины их электронов ориентированы противоположно друг другу. Однако это не мешает им эффективно использовать эти направления спинов для представления информации. Более того, такие материалы обладают более высокой плотностью данных и работают быстрее, что делает их идеальными для будущих типов памяти.
Особенность антисферомагнитов заключается в их способности к быстрой записи информации благодаря квантовому взаимодействию, называемому обменным взаимодействием. Это означает, что данные могут быть записаны за значительно меньшее время, чем в традиционных технологиях. В результате, эти материалы могут изменить рынок памяти и вычислительных систем, предоставив более быстрые и энергоэффективные решения.
Спинтроника и квантовые нейронные сети
Важнейшей частью проекта является исследование применения антисферомагнитных материалов в области спинтроники. Спинтроника использует не только электрический заряд, но и квантовый спин электронов для обработки информации. Это открывает новые горизонты для создания более компактных и быстрых вычислительных систем, а также для улучшения нейронных сетей на основе магнитных свойств.
Особые виды антисферомагнитов, называемые легкоплоскостными, могут эффективно передавать спиновые импульсы на большие расстояния с минимальными потерями энергии. Это свойство позволяет создавать более эффективные нейронные сети, в которых информация передается и обрабатывается с максимальной скоростью, что схоже с работой биологических нейронных сетей.
Применение квантового спина в реальных вычислениях
Спиновые импульсы, которые используются в магнетах, также могут быть применены для передачи информации через несколько слоев нейронных сетей, что значительно увеличит вычислительную мощность системы. Такие нейронные сети смогут работать быстрее, обеспечивая решения задач, которые ранее были невозможны для традиционных систем. Проект направлен на изучение всех этих возможностей и практическое их использование для создания инновационных вычислительных платформ.
Весь проект по антисферомагнитным спинтроникам, несмотря на его высокие риски, несет в себе огромный потенциал. Исследователи уверены, что с помощью новых материалов удастся создать вычислительные системы с гораздо более высокой плотностью данных и скоростью обработки информации, чем в настоящее время.
Преимущества квантового подхода для памяти
Основным преимуществом использования антисферомагнитов для создания памяти является возможность увеличения плотности хранения данных. Благодаря отсутствию общего магнитного момента, они не подвержены таким помехам, как соседние магнитные элементы, что позволяет значительно увеличить количество информации, которое можно хранить в одном устройстве. Это открывает новые горизонты для разработки более эффективных и компактных устройств хранения.
Кроме того, благодаря более быстрым процессам записи и считывания данных, такие устройства будут значительно ускорять работу систем, делая их более продуктивными. С применением антисферомагнитных материалов в сфере памяти можно ожидать значительные улучшения в скорости работы современных вычислительных систем.
Перспективы для науки и технологий
Проект UC Riverside имеет большую научную и технологическую ценность. Его результаты могут повлиять на развитие всей отрасли вычислительных технологий и микросхем. Исследования в области спинтроников и квантовых технологий открывают новые возможности для создания гораздо более мощных и компактных вычислительных систем, которые могут радикально изменить индустрию в ближайшие десятилетия.
С учеными из различных университетов и лабораторий, работающими над этим проектом, можно ожидать множества инновационных решений, которые принесут пользу как в научной сфере, так и в коммерческих приложениях.
Напомним, ранее мы писали о том, что новый мемристор решает главную проблему ИИ.
