Revolúcia v spracovaní informácií: Nová metóda pre spinové vlnovody!

Revolúcia v spracovaní informácií: Nová metóda pre spinové vlnovody!

Tím z univerzít v Münsteri a Heidelbergu vyvinul prelomovú metódu výroby spinových vlnovodov. Pod vedením fyzika Prof. Dr. Rudolfa Bratschitscha je cieľom projektu nájsť energeticky úsporné riešenia pre čoraz viac požadovaný hardvér AI. Dynamický nárast dopytu po energii predstavuje významnú výzvu, ktorú je potrebné prekonať prostredníctvom inovatívnych technológií. Tím sa pri spracovaní informácií spolieha na využitie spinových vĺn, ktoré sú známe svojou nižšou energetickou náročnosťou a umožňujú sľubné prístupy k spracovaniu dát.

Najnovší vývoj zahŕňa doteraz najväčšiu sieť spinových vlnovodov, ktorá obsahuje impozantných 198 prechodov. Vlastnosti týchto spinových vĺn, ako je vlnová dĺžka a odraz, môžu byť presne kontrolované, čo by mohlo predstavovať významný pokrok vo výskume. Spinové vlny sa generujú aplikáciou striedavého prúdu na magnetické materiály, pričom sa ako primárny materiál používa ytriový železný granát (YIG). Tento materiál je vhodný najmä pre svoj nízky útlm a umožňuje efektívny prenos dát.

Technologické výhody ytriového železného granátu

YIG sa etablovala ako kľúčový komponent vo vývoji nových úložných a informačných technológií. Fyzici z Univerzity Martina Luthera Halle-Wittenberg vyvinuli proces prenosu YIG na širokú škálu materiálov. To by mohlo spôsobiť revolúciu vo výrobe rýchlejších a energeticky efektívnejších komponentov na ukladanie údajov a spracovanie informácií. Predtým bola výroba YIG obmedzená na špecifické substráty, ale nová metóda umožňuje výrobu štruktúr podobných mostom, ktoré sa potom môžu preniesť na iné materiály.

Výsledky tejto štúdie boli publikované v časopise „Angewandte Physik Briefe“ a ukazujú, že dobré výsledky možno dosiahnuť aj pri nízkych teplotách, čo je dôležité pre aplikácie v kvantovej magnonike. Možnosť lepenia dosiek YIG na kremík, jeden z najbežnejších polovodičov v elektronike, otvára nové obzory aj pre hybridné zariadenia, v ktorých sú spinové vlny spojené s elektrickými vlnami alebo mechanickými vibráciami.

Budúcnosť magnon spintroniky

Magnics ako vedný odbor sa stále viac zaoberá transportom a spracovaním informácií prostredníctvom spinových vĺn. Pojem „magnon“ popisuje kvantum spinovej vlny spojenej s preklopením jedného spinu. Výskum spoločnosti Magnon spintronics skúma, ako je možné vyvinúť dátové zbernice a prvky na spracovanie založené na magnone, aby bolo možné efektívne spracovávať analógové aj digitálne informácie.

YIG neslúži len ako vynikajúci magnetický izolátor, ale aj ako kľúč k energeticky efektívnym technológiám, pretože umožňuje prenos a spracovanie spinových informácií bez joulov. Vývoj v tejto oblasti sľubuje novú formu spracovania informácií, ktorá by mohla v budúcnosti výrazne znížiť spotrebu energie.

Úspechy tímu v Münsteri a Heidelbergu spolu s inovatívnymi prístupmi na Univerzite Martina Luthera Halle-Wittenberg signalizujú zmenu paradigmy vo vede o materiáloch a spracovaní informácií. Tieto pokroky by mohli položiť základy pre ďalšiu generáciu hardvéru AI, ktorý je nielen výkonný, ale aj udržateľný.

Výskum bol financovaný Nemeckou výskumnou nadáciou ako súčasť Kolaboratívneho výskumného centra 1459 „Inteligentná hmota“. Štúdia, ktorá tvorí základ tohto vývoja, bola publikovaná v renomovanom časopise „Nature Materials“. To zdôrazňuje významný pokrok a potenciál, ktorý spočíva v hĺbkovom štúdiu a aplikácii spinových vĺn.