Forscher der Johannes Guttenberg-Universität Mainz haben einen Prototyp eines Geräts entwickelt.
Brownsche Reservoirberechnungen darstellenist eine Kombination aus zwei nicht-traditionellen Berechnungsmethoden, erklären Physiker. Computerprozesse werden normalerweise bei Raumtemperatur durchgeführt. Brownsches Computing ist eine Berechnung, die die thermische Energie der Umgebung nutzt, um den Energieverbrauch zu reduzieren.
Schema des Geräts.Ein magnetischer Wirbel, bekannt als Skyrmion (grauer Punkt), wird durch elektrische Ströme in die Ecken des Dreiecksfeldes verschoben, wo er an den Seiten abprallt. Die rot dargestellten Potentiale reichen aus, um grundlegende logische Operationen durchzuführen. Bild: Klaus Raab, JGU
Tank Computing verwendet einen Komplexdie Reaktion eines physikalischen Systems auf äußere Einflüsse, was zu einer äußerst ressourcenschonenden Art der Datenverarbeitung führt. Die meisten Berechnungen werden vom System selbst durchgeführt, das keine zusätzliche Energie benötigt. Der Vorteil eines solchen Systems besteht darin, dass sich ein solcher Reservoir-Computer leicht für verschiedene Aufgaben konfigurieren lässt, sagen die Wissenschaftler.
In ihrer Arbeit schufen die ForscherFestkörpersystem, das aus dünnen Metallfilmen mit magnetischen Skyrmionen besteht. Diese Magnetwirbel verhalten sich wie Teilchen und können durch elektrische Ströme angetrieben werden. Das Verhalten von Skyrmionen wird nicht nur durch den angelegten Strom beeinflusst, sondern auch durch ihre eigene Brownsche Bewegung. Diese Brownsche Bewegung von Skyrmionen kann zu einer erheblichen Steigerung der Energieeinsparung führen, da das System nach jeder Operation automatisch neu startet und sich auf die nächste Berechnung vorbereitet.
Die Forscher testeten ihr SystemVerwenden von booleschen logischen Operationen, die die Genauigkeit von Berechnungen testen. Die Ergebnisse bestätigten den Betrieb des Systems. Die Autoren stellen fest, dass der Prototyp aus lithografischer Sicht einfach herzustellen ist und theoretisch auf eine Größe von nur Nanometern reduziert werden kann.
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Titelbild: Karin Everschor-Sitte und Matthias Sitte, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons herausgegeben von Hi-Tech