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【天富手机版登录】新型Magnonic半加法器所需的能量远远低于最新的计算机芯片

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在凯泽斯劳滕大学(TUK)和维也纳大学的指导下,科学家已经成功地开发了一种计算机电路的基本构建块。

《自然电子》杂志上报道的新型“强磁半加法器”仅需要三根纳米线,与先进的计算机芯片相比,所需的能量非常少。

一个物理学家小组在寻找更小,更节能的计算方面取得了突破:他们通过利用磁性材料和磁振子发送二进制数据来设计集成电路。

新开发的电路非常小,具有完美的2D设计,与目前基于CMOS技术的最复杂的计算机芯片相比,其所需能源减少了约10倍。

尽管当前的磁振子配置不如CMOS快,但可以进一步研究成功的模型用于其他应用,例如神经形态或量子计算。

成功的合作

当Chumak最初建议使用磁振电路时,他的设计非常复杂。他将这项研究的设计“至少提高了100倍”,归功于该研究的主要作者Wang。

“但是,该电路为二进制数据提供了广阔的机遇,例如在非常低的温度下进行量子磁子学计算。我们也有兴趣将电路适应于受大脑功能启发的神经形态大计算机。” Pirro补充道。

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纳米电路组件的尺寸小于1μm,与人发束相比要薄得多,即使在显微镜下也几乎看不见。

它包括由称为钇铁石榴石的磁性材料制成的三根纳米线。电线彼此完全准确地串联放置,以形成两个“定向耦合器”,它们通过电线引导磁振子。

磁振子是自旋波的量子,想象它们类似于扔石头时池塘表面的涟漪;但是在这里,这些波是由量子水平上存在的固体材料的磁阶畸变产生的。

当自旋波到达第一耦合器时,其中两根线保持非常靠近,它将分成两半。另一半进入第二个耦合器,在第二个耦合器之间的导线来回反弹。

根据振幅,该波将离开顶线或底线,分别对应于二进制“ 1”或“ 0”。

该电路包括两个定向耦合器,这些定向耦合器将两个数据流相加在一起,从而形成“半加法器”,这是计算机芯片最通用的组件之一。可以集成数百万个这样的电路来执行非常困难的功能和计算。

未来的应用

皮罗(Pirro)现在在协作研究中心“ Spin + X”的框架下在TUK负责自旋电子学的研究,他将研究使用磁振子电路进行神经形态计算,这种形态处理将数据处理视为不是二进制的,而是更类似于人类的大脑。

自旋波非常适合于更复杂的系统,并且可以携带更多信息,因为它们具有两个参数,振幅和相位,分别是波高和波角。

在这项研究中,相位不用作简化二进制数据处理的变量。

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