Ускоренная обработка данных с помощью ультракоротких электрических импульсов

Физики из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Университета Ланьчжоу в Китае разработали простую концепцию, которая может значительно улучшить обработку данных на магнитной основе. Используя ультракороткие электрические импульсы в терагерцовом диапазоне, данные можно записывать, считывать и стирать очень быстро. Это сделает обработку данных более быстрой, компактной и энергоэффективной. Исследователи подтвердили свою теорию, запустив сложные симуляции, и результаты были опубликованы в журнале NPG Asia Materials.

Магнитное хранилище необходимо для безопасного хранения огромного количества данных, генерируемых каждый день, например, через социальные сети. После сохранения информация может быть восстановлена через много лет. Хранение данных на основе зарядов, используемое, например, в мобильных телефонах, намного недолговечнее, когда нет энергоснабжения. Традиционные магнитные жесткие диски и компоненты имеют свои недостатки, связанные с движущимися механическими частями и необходимостью магнитных полей, что делает их более энергоемкими и относительно медленными при чтении и записи данных.

«Мы искали быструю и энергоэффективную альтернативу», - объясняет профессор Джамал Беракдар (Jamal Berakdar) из Института физики MLU. Он и его коллеги из Университета Ланьчжоу пришли к простой идее. Используя ультракороткие импульсы в терагерцовом диапазоне, информация может быть записана в магнитных нановихрях и считана в течение пикосекунд. Теоретически, это делает возможным миллиарды операций чтения и записи в секунду без необходимости в магнитных полях. «С помощью импульсов соответствующей формы данные могут обрабатываться очень быстро при низких затратах энергии», - говорит проф. Беракдар. Новая концепция основана на существующих терагерцевых технологиях и магнетизме. «Она использует достижения в области генерации электрических импульсов и наномагнетизма».

До сих пор метод был опробован в компьютерном моделировании. «В последние годы были достигнуты фантастические успехи в создании и управлении электрическими импульсами», - говорит проф. Беракдар. Поэтому имеет смысл изучить новые способы применения этих импульсов для хранения данных. Представленная исследователями концепция предлагает простой инструмент для контроля магнитных нановихрей и поэтому может быть непосредственно использована для новых технологий хранения.