光脈沖可實(shí)現(xiàn)無(wú)能耗超高速計(jì)算

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)15日?qǐng)?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(lái)記錄計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，幾乎沒(méi)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(huì)發(fā)熱，因此需要更多電力來(lái)冷卻。這個(gè)問(wèn)題目前已經(jīng)非常嚴(yán)重。

大多數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)磁性硬盤(pán)中微小磁鐵的指向(自旋)來(lái)編碼二進(jìn)制信息(0或1)，磁讀/寫(xiě)頭需要使用大量電流來(lái)設(shè)置或讀取信息，而這會(huì)浪費(fèi)大量能源。

現(xiàn)在，英國(guó)蘭開(kāi)斯特大學(xué)、德國(guó)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(guó)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(shí)間為萬(wàn)億分之一秒)代替電力解決了這個(gè)問(wèn)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(lái)切換磁鐵的方向。因此，研究人員制造了一個(gè)非常小的天線，放在磁鐵頂部，以便集中增強(qiáng)光的電場(chǎng)，這個(gè)最強(qiáng)的局部電場(chǎng)足以在萬(wàn)億分之一秒內(nèi)改變磁鐵的磁化方向。而且，磁體的溫度沒(méi)有增加，因?yàn)槊看巫孕瑑H需太赫茲光的一個(gè)量子(光子)的能量。

蘭開(kāi)斯特大學(xué)的羅斯季斯拉夫·米哈伊洛夫斯基博士說(shuō)：“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(lái)的存儲(chǔ)設(shè)備還將利用天線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)用的磁存儲(chǔ)，同時(shí)最大限度提高能效和速度。

研究人員計(jì)劃使用位于蘭開(kāi)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。