Nový přístup ke struktuře čipových logických klíčů více …

Vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a National Standards Institute (NIST) demonstrovali novou metodu přenosu kvantové a analogové informace založenou na kvantové mechanice. podivný. Poprvé je tato nová metoda založena na stejných křemíkových substrátech používaných k výrobě tranzistorů a integrovaných obvodů. Může být také provedeno při pokojové teplotě bez nutnosti chlazení. Tyto dva zásadní rozdíly znamenají, že metoda je vhodným kandidátem pro komercializaci. Existuje potenciál logiky, která generuje teplo a nabízí významné výhody pro moderní spínače, známé také jako digitální logická zařízení, které závisí na přenosu elektronů, které potřebují hodně energie.

Co je to Magnon?

Jak definuje NIST, magnony jsou „v podstatě vlny, které procházejí magnetickými materiály a mohou přenášet informace“. V tomto případě jsou magnetické materiály elektrony v sousedních atomech, které mají kvantově mechanickou vlastnost zvanou „spin“. Stejně jako typy magnetů, které všichni známe, „sever“ nebo „jih“, je rotace obousměrná a lze ji přepínat mezi dvěma možnými směry.

Točivé vlny

Vzrušení prvního elektronu v řetězcích zobrazených na levé nebo pravé straně diagramu posílá „vlnu změn rotace pohybujících se po řetězci“, jak je vysvětleno v článku NIST. Tím se vytvoří napětí, které lze číst pod každým řetězcem. Na levé straně se směr teček otáčí stejným směrem, což ve spodní části způsobí relativně vysoké napětí. Na pravé straně jsou rotace materiálů YIG indukovány do opačného směru, což vede k nižší hodnotě napětí. Nejnižší napětí odpovídá „0“ a nejvyšší napětí „1“ zdvojnásobuje digitální logiku. Jak vysvětlil Patrick Quarterman, fyzik z NIST Neutron Research Center (NCNR), „je to stavební kámen, který by mohl připravit půdu pro další generaci vysoce výkonné počítačové technologie.“

Umělecké chápání rozdílu mezi „otevřeným“ a „uzavřeným“ stavem magny. Obrázek s laskavým svolením N. Hanacek / NIST

Žádná energie zbytečná k výrobě pracného tepla

Dnešní počítačová logika se při výpočtech a přenosu výsledků spoléhá na pohybující se elektrony. To je nákladné z hlediska využití energie. Ještě horší je, že se generuje parazitní teplo, které vyžaduje chladiče, které zabírají velké množství místa na desce, a ještě více ventilátorů, které spotřebovávají energii. Elektrony, srdce této nové třídy spínačů, jsou stacionární; prostě změní své pořadí. Výsledkem je, že se generuje mnohem méně tepla.

Kromě digitálního

Komponenty Magnon Zapnuto nebo Vypnuto umí více než uložit „1“ nebo „0“; Mohou ukládat analogové hodnoty jako 0,1, 0,35 nebo 0,9. Jak řekl Quarterman: “Takže to považujeme spíše za ventil, můžete jej postupně zapínat a vypínat.” To má důležitý význam. K uložení čísla v rozsahu od nuly do 1024 (210) je zapotřebí deset digitálních klíčů. Drobné suvenýry s mnohem nižším počtem buněk než stávající zařízení mohou být praktické v závislosti na schopnosti řešení konečných komponent na bázi magnonu.

Úspora energie pro nositelná zařízení a zařízení IoT

Úspora energie je v dnešní elektrotechnice zásadním problémem. Jedním z důvodů je vyhnout se nesčetným problémům způsobeným plýtváním energií, která vede k teplu, a výměnám při léčbě. Dalším důvodem je potřeba prodloužit životnost baterie nositelných zařízení a zařízení IoT. Brány založené na magnetických vlnách budou sloužit ke snížení tvorby tepla ve výpočetní technice a při ukládání dat. Nedávno jsme diskutovali o použití fotoniky k přenosu informací interně a mezi čipy jako metoda snižování tepla a energetické ztráty. Obě metody vykazují značné úspory energie a snížení tepla. Nahradí je někdy magnetické vlny nebo fotony? Elektrony v pohybu pro výpočet, ukládání a přenos informací? Nefungují elektrony, ti věrní služebníci lidstva? Budeme tedy nadále nazývat naši řemeslnou elektroniku? Sdílejte své myšlenky v komentářích níže.