Специалисты ЛЭТИ разработали компактный компьютер, основанный на новых физических принципах. Они создали резервуарный компактный компьютер на базе магноники.
Большинство современных цифровых устройств функционирует на принципах классической электроники. Однако, как отметили ученые, эта техника приблизилась к пределу своих возможностей. Один из способов преодолеть эти ограничения — разработка компьютеров на основе магноники. То есть использующих спиновые волны (волны намагниченности) и квазичастицы магноны.
Недавно было установлено, что с помощью магнонов можно оперативно решать задачи распознавания и классификации. При этом уровень энергопотребления будет в 10 раз ниже, чем у транзисторных вычислительных систем. Магнонный физический резервуар представляет собой аппаратный аналог нейросети, обладающий тем же функционалом, что и обычные программные нейронные сети.
Резервуарный компьютер специально разработан для выполнения операций нейросетей, таких как распознавание объектов, ориентация в пространстве и автоматизация информационных систем на предприятиях. В его основе лежит магнитная пленка. Электрический ток подается на разные участки этой пленки, что локально изменяет изначально однородное поле подмагничивания. Таким образом, в резервуар компьютера передаются информационные сигналы с различной амплитудой, кодируемые битами.
По словам ученых, их разработка упростит конструкцию резервуарного компьютера, сделает его более легким и значительно более энергоэффективным. Этот компьютер станет настолько компактным, что его можно будет поместить на ладони. В будущем такие вычислительные устройства могут получить широкое распространение в технике, например, для снижения веса электронных систем беспилотных подводных, наземных и воздушных аппаратов.
Исследования в области магноники проводятся в лаборатории магноники и радиофотоники имени Б.А. Калиникоса, созданной в ЛЭТИ в 2021 году в рамках мегагранта правительства РФ. Главная задача лаборатории — обнаружение и исследование физических эффектов, которые затем могут стать основой для новых типов устройств генерации, передачи и обработки информации.
Фото: Markus Spiske / Unsplash.com