Onderzoekers van de Johannes Gutenberg Universiteit van Mainz hebben een prototype van een apparaat ontwikkeld
Brownse reservoirberekeningen vertegenwoordigenis een combinatie van twee niet-traditionele berekeningsmethoden, leggen natuurkundigen uit. Computerprocessen worden meestal bij kamertemperatuur uitgevoerd. Brownian computing is een berekening die de thermische energie van de omgeving gebruikt om het energieverbruik te verminderen.
Schema van het apparaat.Een magnetische draaikolk, bekend als een skyrmion (grijze stip), wordt door elektrische stromen naar de hoeken van het driehoekige veld verplaatst, waar het tegen de zijkanten weerkaatst. De in rood weergegeven potentialen zijn voldoende om logische basisbewerkingen uit te voeren. Afbeelding: Klaus Raab, JGU
Tank computing maakt gebruik van een complexde reactie van een fysiek systeem op invloeden van buitenaf, resulterend in een extreem hulpbronnenefficiënte manier van gegevensverwerking. De meeste berekeningen worden door het systeem zelf uitgevoerd, waarvoor geen extra energie nodig is. Het voordeel van zo'n systeem is dat dit type reservoircomputer eenvoudig kan worden geconfigureerd om verschillende taken uit te voeren, zeggen de wetenschappers.
In hun werk creëerden de onderzoekerssolid-state systeem, dat bestaat uit dunne metaalfilms met magnetische skyrmionen. Deze magnetische wervels gedragen zich als deeltjes en kunnen worden aangedreven door elektrische stromen. Het gedrag van skyrmionen wordt niet alleen beïnvloed door de toegepaste stroom, maar ook door hun eigen Brownse beweging. Deze Brownse beweging van skyrmionen kan leiden tot een aanzienlijke toename van de energiebesparing, omdat het systeem na elke bewerking automatisch opnieuw opstart en zich voorbereidt op de volgende berekening.
De onderzoekers testten hun systeemhet gebruik van booleaanse logische bewerkingen die de nauwkeurigheid van berekeningen testen. De resultaten bevestigden de werking van het systeem. De auteurs merken op dat het prototype vanuit lithografisch oogpunt eenvoudig te vervaardigen is en theoretisch kan worden verkleind tot een grootte van slechts nanometers.
Lees verder:
Bestaat wetenschap in extreme omstandigheden? We antwoorden in cijfers
De supervulkaan Yellowstone bleek vele malen gevaarlijker dan wetenschappers dachten
Het ei is uit de ruimte gedropt: kijk wat ermee is gebeurd
Omslagafbeelding: Karin Everschor-Sitte en Matthias Sitte, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons bewerkt door Hi-Tech