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光脈沖可實(shí)現(xiàn)無能耗超高速計(jì)算

2019-05-17 11:02:55來源：科技日報(bào)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)15日報(bào)道

，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了用光脈沖代替電力進(jìn)行超高速計(jì)算的方法

，新方法使用磁鐵來記錄計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，幾乎沒有能耗，使...

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)15日報(bào)道

，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了用光脈沖代替電力進(jìn)行超高速計(jì)算的方法

，新方法使用磁鐵來記錄計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)

，幾乎沒有能耗

，使人們能在不支付高額電力成本的情況下獲得更快的處理速度。

今天

，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的耗電量占全球總耗電量的2%到5%

，這些服務(wù)器還會發(fā)熱，因此需要更多電力來冷卻

。這個問題目前已經(jīng)非常嚴(yán)重

。

大多數(shù)數(shù)據(jù)通過磁性硬盤中微小磁鐵的指向(自旋)來編碼二進(jìn)制信息(0或1)，磁讀/寫頭需要使用大量電流來設(shè)置或讀取信息

，而這會浪費(fèi)大量能源

。

現(xiàn)在，英國蘭開斯特大學(xué)

、德國雷根斯堡大學(xué)

、荷蘭奈梅亨大學(xué)以及俄羅斯科學(xué)院的科學(xué)家組成的國際團(tuán)隊(duì)，在《自然》雜志撰文指出

，他們用極短的光脈沖(持續(xù)時間為萬億分之一秒)代替電力解決了這個問題。

在最新研究中

，研究團(tuán)隊(duì)朝磁體發(fā)射遠(yuǎn)紅外頻率(所謂的太赫茲光譜范圍)內(nèi)的超短光脈沖

，然而

，即使是現(xiàn)有最強(qiáng)的太赫茲光源提供的脈沖也不足以來切換磁鐵的方向。因此

，研究人員制造了一個非常小的天線

，放在磁鐵頂部，以便集中增強(qiáng)光的電場

，這個最強(qiáng)的局部電場足以在萬億分之一秒內(nèi)改變磁鐵的磁化方向

。而且，磁體的溫度沒有增加

，因?yàn)槊看巫孕?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，僅需太赫茲光的一個量子(光子)的能量。

蘭開斯特大學(xué)的羅斯季斯拉夫·米哈伊洛夫斯基博士說：“這一方法的能量損失極低

，可以進(jìn)行擴(kuò)展

。”

研究人員稱，未來的存儲設(shè)備還將利用天線結(jié)構(gòu)

，實(shí)現(xiàn)實(shí)用的磁存儲

，同時最大限度提高能效和速度。

研究人員計(jì)劃使用位于蘭開斯特大學(xué)的新的超快激光器和位于科克羅夫特研究所的加速器進(jìn)一步研究

，這些加速器能產(chǎn)生強(qiáng)烈的光脈沖

，可切換磁鐵并確定磁記錄的速度以及能量極限。

責(zé)任編輯：孫知兵

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