更快自旋波催生新型磁振子計算機

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下一代節能計算機研究獲突破

科技日報北京8月20日電（記者張夢然）世界各地的科學家正在努力尋找當前電子計算技術的替代方案，而磁學領域正在出現一種新的信息傳輸方式：磁介質中產生的波可代替電子交換用于傳輸，但迄今為止，計算速度仍太慢。奧地利維也納大學科學家發現了一種新方法，能讓自旋波變得更短且更快。該發現是邁向磁振子計算的重要一步，研究成果發表在最新的《科學進展》上。

磁振子學是一個較新的研究領域。磁體磁序中的局部擾動可作為波在材料中傳播，這些波稱為自旋波，相關的準粒子稱為磁振子。它們以角動量脈沖的形式攜帶信息。由于這一特性，它們可用作未來更小、更節能的計算機中的低功耗數據載體。磁振子學的主要挑戰是波長——波長越大，基于磁振子的數據處理單元就越慢。迄今為止，只能通過非常復雜的混合結構或同步加速器來縮短波長。

研究團隊此次發現，當增加強度時，自旋波就會變得更短、更快，這是磁振子計算產生突破的方法。他們比喻說，就像改變光的波長，其顏色就會改變，但如果改變強度，就會改變光度。鑒于此，團隊通過改變自旋波強度激發出了更短、更好的自旋波。

該系統目前激發的波長約為200納米。根據數值模擬，還能激發更短的波長。

值得一提的是，新系統表現出了一種“自鎖非線性位移”，這意味著激發的自旋波的振幅是恒定的，該特性與集成電路密切相關，因為它允許不同的磁性元件以相同的幅度一起工作，這對于人類構建更復雜的系統和實現基于磁振子的計算機都至關重要。

【總編輯圈點】

電子終端的能耗問題就像“房間里的大象”，是顯而易見的：數據中心的能耗大大增加了其運營成本，也對能源供應提出挑戰；手機、電腦耗能過快，使我們在日常生活中深受“續航焦慮”的折磨。開發更加節能的電子終端勢在必行，而這繞不開一個關鍵問題——芯片的能耗。目前科學家正在從多種途徑尋求破解之方，包括開發二維材料芯片、類腦芯片等等。利用磁學原理開發磁集成電路則為解決電子終端能耗問題提供了新思路。

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