Машины Изинга могут заменить квантовые компьютеры. Новая эра спинтроники

Ученые Университета Гетеборга продемонстрировали возможность использования спиновых волн для передачи информации, что открывает путь к созданию энергоэффективной альтернативы квантовым компьютерам. Новый подход позволит решать сложные задачи при комнатной температуре и с минимальными затратами энергии.

Спинтроника исследует магнитные явления в ультратонких материалах, подвергающихся воздействию внешних полей. Эти материалы способны генерировать спиновые волны – особые колебания намагниченности, которые можно контролировать. В ходе экспериментов ученые добились фазовой синхронизации спиновых волн между осцилляторами Холла, что позволило создать бинарные состояния, необходимые для вычислений.

Это открытие прокладывает дорогу к разработке машин Изинга – вычислительных устройств, которые решают сложные комбинаторные задачи, работая принципиально иначе, чем классические и квантовые компьютеры. В отличие от традиционных методов, машины Изинга параллельно обрабатывают множество возможных решений, что делает их более эффективными в задачах оптимизации.

"С помощью спиновых волн мы приблизились к созданию высокоэффективных вычислительных систем с низким энергопотреблением, способных решать реальные задачи."

- Акаш Кумар, ведущий автор исследования

Исследователи уже начали сборку сети из сотен тысяч осцилляторов, чтобы создать полнофункциональную машину Изинга. Важным преимуществом технологии является ее компактность: такие устройства могут использоваться как в крупных вычислительных системах, так и в портативных гаджетах, включая мобильные телефоны.

Применение машин Изинга может изменить целый ряд отраслей – от искусственного интеллекта и машинного обучения до финансовых вычислений и телекоммуникаций. Способность управлять спиновыми волнами на наномасштабе также открывает перспективы для создания новых датчиков и высокочастотных торговых систем.

Этот прорыв демонстрирует, что мощные вычислительные системы могут быть построены без использования сложных и дорогостоящих квантовых технологий, открывая путь к более доступным и эффективным вычислениям будущего.

Источник: gu.se