Невидимі магніти: дослідники знайшли спосіб прискорити комп’ютери у тисячу разів

Исследователи из Германии и Японии в рамках нового проекта изучают антиферромагнетики, потенциально способные ускорить обработку данных компьютерами в тысячу раз.

Антиферромагнетики в отличие от традиционных магнитов, не создают измеряемого магнитного поля. Из-за этого ученые часто называют их «невидимыми магнитами». Каждый атомный слой в антиферромагнетиках имеет магнитное направление, противоположное предыдущему. В последнее время они привлекают все больше внимания, поскольку имеют перспективы ускорения обработки данных и способны значительно снизить энергопотребление цифровой инфраструктуры.

«Антиферромагнетики могут помочь нам создавать гораздо более быстрые и энергоэффективные технологии», — убежден профессор Школы естественных наук Технического университета Мюнхена Йоханнес Кнолле.

В группу исследователей также входят Давиде Боссини из Университета Констанца, Цуйоси Кимура из Токийского университета и Наоки Огава и Йошинори Токура из научно-исследовательского института RIKEN. Ученые отмечают, что в течение многих десятилетий управление и манипулирование антиферромагнетиками было затруднено из-за особенностей их спинов. Соседние магнитные моменты в антиферромагнетиках направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируют друг друга.

Однако сейчас, по мнению исследователей, этими материалами можно управлять с помощью света. Ранние исследования обнаружили сильную связь между светом и антиферромагнетиками. Также было продемонстрировано, что эти состояния можно обнаружить оптически.

«Больше всего в этом сотрудничестве меня восхищает то, как мы можем совместить новые теоретические идеи с передовыми экспериментами, чтобы превратить эти экзотические квантовые материалы в реальные инновации», — отмечает Йоханнес Кнолле.

Исследователи намерены управлять антиферромагнетиками с помощью световых импульсов длительностью в триллионные доли секунды. Новый метод может ускорить обработку данных в 1000 раз по сравнению с существующими технологиями хранения данных на ферромагнитных носителях.

Ученые стремятся выяснить, как быстрее и точнее контролировать антиферромагнитные состояния и хотят выявить новые антиферромагнитные материалы, которые можно будет максимально быстро переключать с помощью света или механического напряжения. В рамках завершающего этапа ученые планируют разработать и экспериментально подтвердить новые функциональные возможности устройств на базе этих материалов.

Ранее мы писали, что в США создали первый в мире петагерцевый транзистор. TSMC очертила планы поместить более 1 трлн транзисторов в 3D-упаковке и 200 млрд в монолитных чипах к 2030 году.