Ruska analogna tehnologija snima gušće nego digitalna

U Rusiji su stvorili analognu tehnologiju snimanja koja gušće snima podatke nego digitalna

Razvoj savremenih metoda za snimanje i čuvanje informacija dostigao je ograničenja vezana za pregrevanje elektronskih uređaja i teškoće daljeg smanjenja njihove veličine. Ruski naučnici su pronašli način da se vrate analognoj tehnologiji na novom nivou, prevazilazeći mogućnosti digitalne tehnologije.

Analogni sistem za skladištenje informacija

Specijalisti iz Ruskog kvantnog centra na Moskovskom državnom univerzitetu , Moskovskom državnom pedagoškom univerzitetu i Krimskom federalnom univerzitetu „Vernadski“ razvili su tehnologiju koja bi mogla postati osnova za novi tip kompaktnijeg, kapacitetnijeg i bržeg računarskog sistema. Ona omogućava snimanje terabajta informacija u analognom obliku, otkrio je list „Izvestija“ .

Elektronske metode obrade i prenosa informacija imaju niz ograničenja, kao što su zagrevanje uređaja i ograničenje dalje minijaturizacije . Tehnologija koju su razvili ruski naučnici, zasnovana na prenosu signala korišćenjem spinskih talasa – vibracija u magnetnom stanju materije – mogla bi učiniti računarstvo pouzdanijim, efikasnijim i bržim, objasnio je Vladimir Belotelov , koautor projekta i rukovodilac istraživačke grupe u Ruskom kvantnom centru .

Predloženi pristup može se koristiti za stvaranje elemenata ultraguste magnetne memorije i fundamentalno novih uređaja.

Kontrola magnetnih talasa

Istraživanje je otvorilo nove mogućnosti za kontrolu magnona - magnetnih talasa. Prema Belotelovu, razvoj tehnologije je do sada bio otežan ograničenom veličinom fokusiranja laserskog zraka (reda veličine nekoliko mikrona ), uprkos činjenici da što je kraća talasna dužina, to se gušće logički elementi mogu postaviti na čip.

Problem je rešen upotrebom nanorazmerne rešetke presvučene na providni magnetni film. Uzorak rešetke deluje kao šablon i omogućava formiranje spinskih talasa dužine od samo 0,3 mikrometra. Ovo je nekoliko puta manje nego što je ranije bilo moguće korišćenjem optičkih metoda.

„Ranije je minimalna veličina magnetnog signala određivana svetlosnim snopom. Sada je određena nanorešetkastim uzorkom, koji formira željeni optički obrazac. Što je ovaj obrazac finiji, to je talasna dužina kraća i manja može biti komponenta koja ga pokreće. U eksperimentu je dobijen spinski talas talasne dužine od 0,3 µm, a proračuni pokazuju da se to može smanjiti za faktor tri“, rekao je Belotelov.

Sledeća faza rada nakon demonstracije novog fizičkog principa biće stvaranje memorije i procesora zasnovanih na njoj, istakao je Dmitrij Čermošencev , učesnik Ruskog kvantnog projekta i asistent na Katedri za fiziku i tehnologiju na Landau školi za fiziku i istraživanje Moskovskog instituta za fiziku i tehnologiju .

Preostali koraci su smanjenje talasne dužine na izračunatih 100 nm, smanjenje slabljenja, kombinovanje procesa generisanja i očitavanja signala na jednom čipu, procena potrošnje energije i demonstracija stabilnog izvršavanja pojedinačnih operacija. Ako možemo uspešno da spojimo pobuđivanje spinskih talasa sa pouzdanim prebacivanjem stabilnih magnetnih stanja, biće moguće kreirati ultra-guste magnetne memorijske elemente.

Povratak analognom računarstvu

Nakon decenija gotovo potpune digitalizacije, inženjeri se vraćaju razvoju analognog računarstva, koje bi se moglo pokazati efikasnijim za određene klase problema. Na primer, u neuromorfnim uređajima, gde se informacije kodiraju kao kontinuirani signali, a ne kao diskretne jedinice i nule, rekao je Belotelov.

Spin talasi, za razliku od tradicionalnih digitalnih metoda, koje kodiraju signal kao niz „nula“ i „jedinica“, sadrže informacije u parametrima talasnog oblika. Ovo otvara mogućnosti za složenije i gušće snimanje podataka, primetio je naučnik. Veće brzine obrade podataka biće omogućene sposobnošću spin talasa da rade na višim frekvencijama.

„Ovo je značajno dostignuće, ali je i logično, jer istraživanja u ovoj oblasti traju već više od pola veka. Temelje je postavio akademik Lev Pitajevski šezdesetih godina prošlog veka“, prokomentarisala je Natalija Istomina , doktorka fizičko-matematičkih nauka , glavna urednica časopisa Fotonika i profesorka na Moskovskom institutu za vazduhoplovstvo i Moskovskom državnom univerzitetu za geodeziju i kartografiju .

izvor originalnog teksta