膜中的磁涡流:超高速数据传输的新方式

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发布时间 : 2024-02-22 11:03:18

硅已经过时:牛津科学家提出了一种新的计算范式。

英国牛津大学的研究人员在膜中开发出了磁涡流,可以让数据以每秒公里的速度传输。该大学在一份新闻稿中表示,信息传输方面的这一突破可以为新一代超高速计算平台铺平道路。

参与这项研究的该大学物理系博士后 Hariom Jani 表示:“对于下一代计算应用(例如全面人工智能和自主设备)来说,硅计算的能效太低。”

“为了克服这些挑战,需要一种新的计算范式,利用快速有效的物理现象来补充现有技术。” 研究人员一直在寻找使用硅以外的材料传输数据的替代方法。然而,计算领域完全摆脱硅需要很多年的时间。相反,需要一种与硅兼容的方法。

该领域之前的工作使用了称为反铁磁体的材料,可用于产生磁涡流。这种漩涡传输数据的速度比现代设备快 1000 倍。

在牛津大学教授 Paolo Radaelli 的实验室里,研究小组用结晶赤铁矿生产出了超薄膜。这样的铁锈成分可以完成所需的工作(赤铁矿是一种铁锈成分,可以形成所需的磁性结构)。“这样的膜在晶体量子材料领域相对较新,结合了块状 3D 陶瓷和 2D 材料的优点,同时也易于携带,”Radaelli 在一份新闻稿中补充道。

为了产生磁涡流,研究人员在涂有特殊水泥层的晶体基底上生长了一层赤铁矿。他们称这种水泥层为“牺牲性”,因为它后来溶解在水中以将赤铁矿层与结晶基底分离。然后可以将所得的独立式赤铁矿层转移到硅和其他可用于制造设备的材料上。

除了产生磁涡流的方法之外,该团队还必须开发一种新的成像技术,使他们能够看到此类膜中的纳米级磁性结构。据一份新闻稿称,科学家们使用偏振 X 射线确定独立的赤铁矿层可能含有稳定的磁涡流家族,可以实现超快速的信息处理。

贾尼在一份新闻稿中表示:“与坚硬、笨重、容易破裂的陶瓷膜不同,我们的柔性膜可以扭曲、弯曲和折叠成各种形状而不会破裂。”

“我们利用这种新的灵活性来设计三维磁涡流,这在以前是不可能的。未来,这种膜的形状可以被重塑以创建全新的 3D 磁路。”

研究人员目前正在致力于创建能够利用电流和磁涡流能量的原型设备。研究人员得出结论,一旦与此类技术集成,未来的计算机将能够像人脑一样工作。

研究结果发表在 《自然材料》杂志上 。

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