Revolucija u obradi informacija: Nova metoda za spinske valovode!

Revolucija u obradi informacija: Nova metoda za spinske valovode!

Tim sa sveučilišta u Münsteru i Heidelbergu razvio je revolucionarnu metodu za proizvodnju spin valovoda. Pod vodstvom fizičara prof. dr. Rudolfa Bratschitscha, projekt ima za cilj pronaći rješenja za uštedu energije za sve potrebniji AI hardver. Dinamično povećanje potražnje za energijom predstavlja značajan izazov koji treba prevladati inovativnim tehnologijama. Tim se oslanja na korištenje spin valova za obradu informacija, koji su poznati po nižim energetskim zahtjevima i omogućuju obećavajuće pristupe obradi podataka.

Najnoviji razvoj uključuje najveću mrežu spin valovoda stvorenu do danas, koja se sastoji od impresivnih 198 križanja. Svojstva ovih spinskih valova, poput valne duljine i refleksije, mogu se precizno kontrolirati, što bi moglo predstavljati značajan napredak u istraživanju. Spin valovi se generiraju primjenom izmjenične struje na magnetske materijale, koristeći itrijevo željezni granat (YIG) kao primarni materijal. Ovaj materijal je posebno prikladan zbog svoje niske atenuacije i omogućuje učinkovit prijenos podataka.

Tehnološke prednosti itrijevog željeznog granata

YIG se etablirao kao ključna komponenta u razvoju novih pohranjivanja i informacijskih tehnologija. Fizičari sa Sveučilišta Martin Luther Halle-Wittenberg razvili su proces za prijenos YIG-a na široku paletu materijala. To bi moglo revolucionirati proizvodnju brže i energetski učinkovitije komponente za pohranu podataka i obradu informacija. Prethodno je proizvodnja YIG-a bila ograničena na određene podloge, no nova metoda omogućuje izradu struktura nalik mostovima koje se zatim mogu prenijeti na druge materijale.

Rezultati ove studije objavljeni su u časopisu “Angewandte Physik Briefe” i pokazuju da se dobri rezultati mogu postići čak i pri niskim temperaturama, što je važno za primjene u kvantnoj magnonici. Mogućnost lijepljenja YIG ploča na silicij, jedan od najčešćih poluvodiča u elektronici, također otvara nove horizonte za hibridne uređaje u kojima su spinski valovi povezani s električnim valovima ili mehaničkim vibracijama.

Budućnost magnonske spintronike

Magnika kao znanstveno polje sve se više bavi prijenosom i obradom informacija kroz spin valove. Izraz "magnon" opisuje kvant spinskog vala povezanog s preokretom jednog spina. Istraživanje magnonske spintronike istražuje kako se podatkovne sabirnice i elementi za obradu temeljeni na magnonima mogu razviti za učinkovito rukovanje analognim i digitalnim informacijama.

YIG ne služi samo kao izvrstan magnetski izolator, već i kao ključ za energetski učinkovite tehnologije, budući da omogućuje prijenos i obradu informacija o spinu bez energije džula. Razvoj na ovom području obećava novi oblik obrade informacija koji bi u budućnosti mogao značajno smanjiti potrošnju energije.

Uspjesi tima u Münsteru i Heidelbergu, zajedno s inovativnim pristupima na Sveučilištu Martin Luther Halle-Wittenberg, signaliziraju promjenu paradigme u znanosti o materijalima i obradi informacija. Ovi bi pomaci mogli postaviti temelje za sljedeću generaciju AI hardvera koji nije samo moćan nego i održiv.

Istraživanje je financirala Njemačka istraživačka zaklada u sklopu Collaborative Research Center 1459 “Intelligent Matter”. Studija koja čini osnovu ovih razvoja objavljena je u renomiranom časopisu “Nature Materials”. Ovo naglašava značajan napredak i potencijal koji leži u dubinskom proučavanju i primjeni spinskih valova.