Revolução no processamento de informações: Novo método para guias de onda giratórios!

Revolução no processamento de informações: Novo método para guias de onda giratórios!

Uma equipe das universidades de Münster e Heidelberg desenvolveu um método inovador para produzir guias de ondas de spin. Sob a direção do físico Prof. Rudolf Bratschitsch, o projeto visa encontrar soluções de economia de energia para o hardware de IA cada vez mais necessário. O aumento dinâmico da procura de energia representa um desafio significativo que deve ser superado através de tecnologias inovadoras. A equipe conta com o uso de ondas de spin para processamento de informações, que são conhecidas por seus menores requisitos de energia e permitem abordagens promissoras para o processamento de dados.

O desenvolvimento mais recente inclui a maior rede de guias de onda de spin criada até hoje, compreendendo impressionantes 198 travessias. As propriedades dessas ondas de spin, como comprimento de onda e reflexão, podem ser controladas com precisão, o que poderia representar avanços significativos na pesquisa. Ondas de spin são geradas pela aplicação de corrente alternada a materiais magnéticos, usando granada de ítrio e ferro (YIG) como material primário. Este material é particularmente adequado devido à sua baixa atenuação e permite uma transmissão eficaz de dados.

Vantagens tecnológicas da granada de ítrio e ferro

O YIG estabeleceu-se como um componente chave no desenvolvimento de novas tecnologias de armazenamento e informação. Físicos da Martin Luther University Halle-Wittenberg desenvolveram um processo para transferir o YIG para uma ampla variedade de materiais. Isso poderia revolucionar a produção de armazenamento de dados e componentes de processamento de informações mais rápidos e eficientes em termos energéticos. Anteriormente, a produção de YIG era limitada a substratos específicos, mas o novo método permite a fabricação de estruturas semelhantes a pontes que podem então ser transferidas para outros materiais.

Os resultados deste estudo foram publicados na revista “Angewandte Physik Briefe” e mostram que bons resultados podem ser alcançados mesmo em baixas temperaturas, o que é importante para aplicações em magnônica quântica. A possibilidade de unir placas YIG ao silício, um dos semicondutores mais comuns na eletrônica, também abre novos horizontes para dispositivos híbridos nos quais ondas de spin são acopladas a ondas elétricas ou vibrações mecânicas.

O futuro da spintrônica magnon

A Magnia, como campo científico, está cada vez mais preocupada com o transporte e processamento de informações através de ondas de spin. O termo “magnon” descreve o quantum da onda de spin associada à inversão de um único spin. A pesquisa de spintrônica de Magnon investiga como barramentos de dados e elementos de processamento baseados em magnon podem ser desenvolvidos para lidar com eficiência com informações analógicas e digitais.

O YIG não serve apenas como um excelente isolante magnético, mas também como uma chave para tecnologias de eficiência energética, pois permite a transmissão e o processamento de informações de spin sem energia de joule. Os desenvolvimentos nesta área prometem uma nova forma de processamento de informação que poderá reduzir significativamente o consumo de energia no futuro.

Os sucessos da equipe em Münster e Heidelberg, juntamente com as abordagens inovadoras na Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg, sinalizam uma mudança de paradigma na ciência dos materiais e no processamento de informações. Estes avanços poderão estabelecer as bases para a próxima geração de hardware de IA que não só seja poderoso, mas também sustentável.

A pesquisa foi financiada pela Fundação Alemã de Pesquisa como parte do Collaborative Research Center 1459 “Intelligent Matter”. O estudo que está na base destes desenvolvimentos foi publicado na conceituada revista “Nature Materials”. Isso destaca os avanços significativos e o potencial que residem no estudo aprofundado e na aplicação das ondas de spin.