สร้างคอมพิวเตอร์ต้นแบบบนกระแสน้ำวนแม่เหล็กบราวเนียน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Johannes Gutenberg แห่งไมนซ์ได้พัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบ

แนวทางใหม่จะช่วยให้ลดต้นทุนพลังงานลงอย่างมากสําหรับการคํานวณที่ซับซ้อน

การคำนวณอ่างเก็บน้ำ Brownian เป็นตัวแทนเป็นการรวมกันของสองวิธีในการคำนวณที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม นักฟิสิกส์อธิบาย กระบวนการของคอมพิวเตอร์มักจะดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง การคำนวณแบบบราวเนียนเป็นการคำนวณที่ใช้พลังงานความร้อนของสิ่งแวดล้อมเพื่อลดการใช้พลังงาน

โครงการของอุปกรณ์กระแสน้ำวนแม่เหล็กที่เรียกว่า skyrmion (จุดสีเทา) ถูกแทนที่ด้วยกระแสไฟฟ้าที่มุมของสนามสามเหลี่ยม โดยมันจะกระเด้งออกมาด้านข้าง ศักยภาพที่แสดงเป็นสีแดงนั้นเพียงพอสำหรับการดำเนินการทางตรรกะพื้นฐาน ภาพ: เคลาส์ ราบ, JGU

การคำนวณถังใช้คอมเพล็กซ์การตอบสนองของระบบทางกายภาพต่ออิทธิพลภายนอก ส่งผลให้เกิดวิธีการประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพอย่างมาก การคำนวณส่วนใหญ่ดำเนินการโดยระบบเองซึ่งไม่ต้องการพลังงานเพิ่มเติม ข้อดีของระบบดังกล่าวคือคอมพิวเตอร์อ่างเก็บน้ำประเภทนี้สามารถกำหนดค่าให้ทำงานต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย นักวิทยาศาสตร์กล่าว

ในการทำงาน นักวิจัยได้สร้างระบบโซลิดสเตตซึ่งประกอบด้วยฟิล์มโลหะบางที่มีสกายรัมแม่เหล็ก กระแสน้ำวนแม่เหล็กเหล่านี้ทำตัวเหมือนอนุภาคและสามารถขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้าได้ พฤติกรรมของ skyrmions ไม่เพียงได้รับผลกระทบจากกระแสที่ไหลออกมาเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนด้วย การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของ skyrmions สามารถนำไปสู่การประหยัดพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากระบบจะรีบูตโดยอัตโนมัติหลังจากการดำเนินการแต่ละครั้ง และเตรียมพร้อมสำหรับการคำนวณครั้งต่อไป

นักวิจัยได้ทดสอบระบบของพวกเขาโดยใช้การดำเนินการทางตรรกะบูลีนที่ทดสอบความถูกต้องของการคำนวณ ผลลัพธ์ยืนยันการทำงานของระบบ ผู้เขียนทราบว่าต้นแบบนั้นง่ายต่อการผลิตจากมุมมองของการพิมพ์หิน และในทางทฤษฎีสามารถลดขนาดให้เหลือเพียงนาโนเมตรเท่านั้น

อ่านเพิ่มเติม:

วิทยาศาสตร์มีอยู่ในสภาวะที่รุนแรงหรือไม่? เราตอบเป็นตัวเลข

ภูเขาไฟเยลโลว์สโตนกลายเป็นภูเขาไฟที่อันตรายกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดไว้หลายเท่า

ไข่ตกจากอวกาศ ดูสิว่าเกิดอะไรขึ้นกับมัน

ภาพหน้าปก: Karin Everschor-Sitte และ Matthias Sitte, CC BY-SA 3.0, ผ่าน Wikimedia Commons ที่แก้ไขโดย Hi-Tech