کوشش برای ساخت سوپرکامپیوترهای بدون اتلاف انرژی توسط محققان آلمانی - تایمر سرگرمی

در طول بیش از 70 سال پردازش اطلاعات در کامپیوترها به وسیله ایجاد و انتقال سیگنال های الکتریکی اجرا شده است که مستلزم دریافت انرژی و آزادسازی آن به صورت گرما است. این آزادسازی انرژی منجر به افزایش دمای اجزای تشکیل دهنده کامپیوتر شده و بهره گیری از سیستم های خنک کننده پیچیده را به امری ضروری بدل نموده است. مدیریت گرما یکی از بزرگترین چالش های کوچک سازی سیستم های کامپیوتری است. اکنون محققان نشان دادند که با استفاده از مواد خاصی می توان اطلاعات مغناطیسی را بدون اتلاف انرژی به صورت الکتریکی منتقل کرد. معمولا برای ذخیره اطلاعات از مواد مغناطیسی استفاده می گردد. اطلاعات کدگذاری شده مغناطیسی را اساسا می توان با استفاده از ویژگی های مغناطیسی الکترون ها بدون ایجاد گرما منتقل کرد. ترکیب قابلیت انتقال بار بدون اتلاف در ابررسانا با قابلیت انتقال الکترونیکی اطلاعات به عنوان علم اسپینترونیک شناخته می گردد و زمینه ساز فناوری های جدید تبادل اطلاعات با صرف انرژی بسیار کم است. چالش اصلی این رویکرد این است که در ابررساناهای متداول، جریان الکتریکی توسط دو الکترون با گشتاورهای مخالف ایجاد می گردد. این جفت الکترون ها غیرمغناطیسی هستند و قابلیت حمل اطلاعات مغناطیسی را ندارند. اما حالت مغناطیسی زمانی ایجاد می گردد که گشتاور هر دو الکترون همراستا باشد. اکنون محققان با استفاده از ماده ای متشکل از آلمینیوم و سولفید یوروپیوم نشان دادند که می توان جفت الکترون هایی با گشتاور همراستا را فراوری و شناسایی کرد. امکان انتقال اطلاعات کدگذاری شده مغناطیسی بدون اتلاف، امکان ساخت سیستم های کامپیوتری بسیار کوچک تر با مصرف انرژی کمتر و بدون احتیاج به سیستم های خنک کننده را فراهم می نماید و گامی بزرگ در پیشرفت فناوری اطلاعات محسوب می گردد. گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.

5656