Учёные из Индийского технологического института в Бхубанешваре совершили прорыв в спинтронных вычислениях: они синхронизировали более 105 000 наноосцилляторов всего за 45 наносекунд.
Помощь оказали коллеги из Гётеборгского университета (Швеция) и Университета Тохоку (Япония). Совместно они построили сверхузкие наноконструкции размером всего 10 и 20 нм в поперечнике.
Используя трёхслойные материалы вольфрам-тантал и кобальт-железо-бор, команда собрала в одной сетке более 105 000 компонентов. При подаче тока вся сеть синхронизировалась за 45 нс.
Основу технологии составили спиновые наноосцилляторы Холла, генерирующие распространяющиеся магнитные спиновые волны. Для мощного процессора необходимо, чтобы эти наноэлементы колебались в унисон.
Ранее удавалось синхронизировать не более 64 наноосцилляторов в двухмерной сетке. Чтобы увеличить это число, элементы нужно было расположить как можно ближе друг к другу.
Быстро упорядочить фазы помог обмен магнонами — квазичастицами спиновых волн. Между наноустройствами образовалась связь при минимальном рассеянии энергии.
Общая мощность сети и качество сигнала хорошо масштабируются. На таких наноосцилляторах можно строить машины Изинга — специализированные процессоры для почти мгновенного решения задач оптимизации со множеством переменных.
Это позволит формировать эффективные маршруты доставки, моделировать финансовые риски в реальном времени и оптимизировать нейросети — передовые системы искусственного интеллекта.
Традиционные кремниевые чипы обрабатывают данные, гоняя электроны по миллиардам транзисторов и выделяя много тепла. Спинтроника предлагает альтернативу.
Здесь исходной величиной служит собственный спин электронов — аналог магнитного вращения, а не их физическое движение. Передача данных осуществляется через спиновые волны.
0 комментариев