Ultra-rýchla laserom poháňaná magnetická RAM už čoskoro!

Vedci objavili nový mechanizmus na zmenu magnetického stavu pevných materiálov zaostrením laserového lúča. Očakáva sa, že tento objav bude v budúcnosti aplikovaný na ultra-vysokorýchlostnú výpočtovú pamäť, uviedli vedci.
Na opísanie vzťahu medzi amplitúdou a frekvenciou optického magnetického poľa a vlastnosťami absorpcie energie magnetických materiálov vedci starostlivo zostavili novú rovnicu. Zistenia boli zverejnené 3. januára v časopise Physical Review Research.
Hoci je objav zakorenený v oblasti "magnetooptiky", predstavuje úplne nový prielom, pretože vedci predtým nevedeli o tom, ako môže magnetická zložka rýchlo oscilujúcich svetelných vĺn ovládať magnety.
V pamäti počítača sú miniatúrne elektromagnety zmagnetizované napätím, čím sa vytvorí „zapnutý“ alebo „vypnutý“ binárny stav, ktorý kóduje údaje, ktoré má procesor čítať a opätovne interpretovať ako 1 alebo 0.
Najbežnejšia forma výpočtovej pamäte, ako je dynamická pamäť s náhodným prístupom (DRAM) v prenosných počítačoch alebo mobilných telefónoch, je nestabilná a po vypnutí napájania stráca dáta, ale má jednoduchý dizajn, je vyrobená z bežných materiálov a má nízku chybu. rýchlosť a je ľahké ho odhaliť a opraviť.
Nový objav sa údajne lepšie hodí k technológii magnetorezistívnej pamäte s náhodným prístupom (MRAM), čo je typ energeticky nezávislej pamäte, ktorá sa častejšie používa v kozmických lodiach, ako aj vo vojenských a iných priemyselných aplikáciách.
Málo sa vie o interakciách medzi magnetickými materiálmi a žiarením, keď sú v nerovnovážnom stave, čo je oblasť, ktorá je prepletená s podivnými zákonmi kvantovej mechaniky, ktorá sa používa na stavbu kvantových počítačov.
"Máme veľmi základnú rovnicu na opísanie tejto interakcie. To nás podnietilo k novému pohľadu na optomagnetický záznam a priviedlo nás k výrobe hustých, energeticky účinných a ekonomických optomagnetických pamäťových zariadení, aj keď takéto zariadenia v súčasnosti existujú." Povedal Capua.
Minulé pokusy využiť magnetickú zložku svetelných lúčov na preklápanie magnetických vrtákov týmto spôsobom neboli podľa Capuu výrazne úspešné. Verí však, že nové rovnice pomôžu výskumníkom úspešne integrovať tento mechanizmus.
Ďalej predpovedá, že v ďalekej budúcnosti môže táto technológia umožniť, aby komponenty MRAM boli rýchlejšie a efektívnejšie ako súčasné najmodernejšie bunky RAM.
Čas optického cyklu technológie (tj čas potrebný na dokončenie oscilácie optickej elektromagnetickej vlny) by mohol byť miliónkrát rýchlejší ako pri konvenčnej pamäti. Čas elektrického cyklu beží na nanosekundovej stupnici (1 sekunda je 1 miliarda nanosekúnd), zatiaľ čo typický svetelný lúč beží na pikosekundovej stupnici (1 sekunda je 1 bilión pikosekúnd).
Existuje tiež potenciál pre budúce aplikácie tejto technológie na kvantovú pamäť v kvantových počítačoch, kde by lúč svetla mohol fixovať magnetický bit v stave, ktorý nie je ani 0 ani 1, ale je superpozíciou týchto dvoch stavov, rovnako ako kvantový bit v kvantovom počítači. Aj keď je to v súčasnom presnom inžinierstve stále vzdialený cieľ, Capua verí, že objav jeho tímu by mohol pripraviť cestu pre budúce aplikácie tejto technológie.
Technológia by tiež mohla viesť k lepšej kontrole intenzity a trvania lúča a jeho vplyvu na úložný systém, čo by viedlo k úsporám energie v digitálnych úložných systémoch. "Úpravou trvania a energie svetelného lúča je možné znížiť výkon zápisu. Je zrejmé, že keď je zariadenie nečinné, keďže magnetická pamäť je energeticky nezávislá, nespotrebováva žiadnu energiu."