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简直零能耗的超高速计算方法!

作者:admin 发布时间:2019-05-21 20:11:20 浏览次数:306
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科学家发明晰用光脉冲而不是电来处理超高速数据的办法。本发明运用磁铁记载计算机数据,简直零能耗,处理了如安在不带来高动力本钱的情况下发明更快数据处理速度的难题。数据中心服务器耗费全球2%到5%的电力,发生的热量反过来需求更多的电力来冷却服务器。这个问题如此严峻,微软乃至将数百项数据中心服务沉入大海,来降低本钱。大多数数据经过磁性硬盘中称为自旋小磁铁的方向被编码为二进制信息(分别为0和1)。

磁读/写头是用来设置或检索信息运用电流耗散很多的能量。宣布在《天然》上的一个世界研讨小组现已处理了这个问题,他们用极短的光脉冲替代了电,这种光脉冲的持续时刻只要1万亿分之一秒,由磁铁顶部的特别天简直零能耗的超高速计算方法!线会集。这种新办法速度极快,但十分节能,国色芳华因而磁铁的温度底子没有升高。该研讨小组成员包含:曾供职于内梅亨大学、现为兰开斯特大学的罗斯季斯拉夫米哈伊洛夫斯基(Rostislav Mikhaylovskiy)博士、斯蒂芬施劳德勒(Stefan Schlauderer)、克里斯托弗兰格(Christoph Lange)博士和雷根斯堡大学(Regensburg University)的鲁伯特胡贝尔(Rupert Huber)教授、

内梅亨大学(Radboud University)的阿列克谢基梅尔(Alexey Kimel)教授以及俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences)的阿纳托利兹维兹丁(Anatoly Zvezdin)教授。他们用超短光脉冲(持续时刻为百万分之一秒)在远红外频率下脉冲磁铁,也便是所谓的太简直零能耗的超高速计算方法!赫兹光谱规模,来演示这种新办法。但是,即使是现有最强的太赫兹光源也无法供给满足强的脉冲来改动磁铁方向。这一打破是运用同一团队发现的自旋与太赫兹电场耦合的有用相互作用机制完成。然后,科学家们在磁铁的顶部开发并制作了一个十分小的天线来会集并增强光的电场。

  • 运用超短脉冲光能够十分经济地将磁铁从一个安稳的方向(赤色箭头)切换到另一个安稳方向(白色箭头)。这一概念使超高速信息存储具有史无前例的动力功率。图片:Brad Baxley (parttowhole)

这种最强的部分电场足以使磁铁的磁化在一万亿分之一秒内到达新方向。磁体的温度底子没有升高,由于这个进程只需求太赫兹光的一个量子能量(一个光子)每旋转一次。米哈伊洛夫斯基博士说:创纪录的低能量损耗使这种办法具有可扩展性。未来存储设备还将运用天线结构的超卓空间界说,使有用的磁存储器一同具有最高的动力功率和速度。研讨人员计划在兰开斯特大学(Lancaster University)与科克罗夫特研讨所(Cockroft Institute)的加快器一同,运用这种新式超快激光进行进一步研讨。

这种加快器能够发生激烈的光脉冲,然后答应开关磁铁,并确认磁简直零能耗的超高速计算方法!记载的实践、根本速度和能量极限。未来的信息技术要求更快、更低损耗的量子操控。激烈的光场沿着这条路促进了里程碑式的发展,包含诱导物质电子的弹道加快新状况,以及谷伪谱的相干翻转。这些动力学留下共同的“指纹”,如特征带隙或高次谐波辐射。转简直零能耗的超高速计算方法!化技术上最重要的量子特点(由势垒离隔的两种状况之间的自旋)最快且耗散最小的办法是触发全相干进动。皮秒电场和磁场的试验和理论研讨标明,调查实践的自旋动力学仍然是遥不行及。

在这里,研讨人员展现了太赫兹电磁脉冲答应自旋在势垒上的相干转向,并报告了相应的时刻和光谱指纹。这一方针是经过耦合自旋在反铁磁性TmFeO3(铥正方石)与部分增强太赫兹电场定制天线。在一皮秒的时刻内,激烈的太赫兹脉冲忽然改动了磁各向异性,引发了大振幅的弹道自旋运动。与数值模仿成果共同,相干自旋改变为相邻势极小值的特征相位回转、团体自旋共振的不对称割裂和法拉第信号的长寿命偏移是相干自旋改变的特征。可切换状况可经过外部磁偏来挑选,低损耗和天线的亚波长空间界说能够促进可弹性简直零能耗的超高速计算方法!的自旋器材以太赫兹速率运转。

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