Может появиться конкурент квантовым компьютерам, потребляющим мало энергии и функционирующим при обычной температуре. исследованийВ Университете Гетеборга провели исследования, показавшие возможность передачи информации с помощью движений магнитных волн в сложных структурах.
Спинтроника исследует магнитные явления в нанотонких слоях магнитных материалов под воздействием магнитных полей, электрических токов и напряжения.
Ученые генерируют и управляют спиновыми волнами, добиваясь фазовой синхронизации двух так называемых спиновых наноосцилляторов Холла. Изменение фазы этих волн позволило создать бинарные фазы в сети. Успешно продемонстрировано, что спиновые волны способны обеспечивать как синфазную, так и противофазную синхронизацию между осцилляторами. Данное явление регулируется изменением магнитного поля, электрического тока, напряжения на затворе или расстояния между осцилляторами.
Эти успехи ведут к разработке нового поколения машин Изинга – вариантов квантовых компьютеров, нуждающихся в меньшем энергопотреблении и работающих при обычной температуре.
Квантовые компьютеры и машины Изинга подходят для решения комбинаторных задач оптимизации, где важен не точный ответ, а лучшее предположение. Многие модели ИИ стремятся генерировать предположения, подходящие для этой цели. В обычных компьютерах выполнение таких функций ИИ требует много энергии.
Благодаря спиновым волнам исследователям удалось приблизиться к созданию высокоэффективных вычислительных систем, которые потребляют мало энергии и могут решать практические задачи. опубликованного в научном журнале Nature Physics.
После прорыва учёные из Университета Гетеборга собирают сети из сотен тысяч осцилляторов для создания следующего поколения машин Изинга. Благодаря работе при комнатной температуре и наноразмерной площади, устройства могут быть использованы как в больших системах, так и в небольших гаджетах, например, в мобильном телефоне.
Спинтроника может повлиять на множество сфер, начиная от искусственного интеллекта и машинного обучения, заканчивая телекоммуникациями и финансовыми системами. Умение управлять спиновыми волнами и изменять их на наноуровне может привести к созданию более мощных и эффективных датчиков, а также высокочастотных машин для торговли акциями, как утверждает Акаш Кумар.
Машина Изинга представляет собой новый тип вычислительной системы, моделирующей упорядочение магнитных спинов в физическом материале для достижения стабильности. Ее применяют для эффективного решения сложных задач оптимизации. Вместо пошаговых вычислений, как в обычных компьютерах, множество маленьких спинов системы взаимодействуют, быстро находят наилучший ответ. Программирование машины Изинга осуществляется силами связи между спинами: положительная связь направляет их в одну сторону (синфазно), отрицательная — в противоположную (противофазно). Решение задачи определяется конечным направлением всех спинов после их оптимального выравнивания.
[Фото: Victor H. González / University of Gothenburg]