I computer classici utilizzano un’enorme quantità di elettricità per il calcolo e dissipano una grande quantità di calore nel processo. Tanto da richiedere, lo sapete, ventole o acqua per essere raffreddati. L’impronta ambientale di questi dispositivi è una minaccia per il nostro ambiente. Per questo da un bel po’ si cercano alternative meno dispendiose.
Per fortuna i ricercatori del MIT hanno inventato una nuova architettura informatica che si basa su onde magnetiche e non richiede elettricità per eseguire calcoli. Questo è considerato un grande salto in avanti nella progettazione di dispositivi sviluppati intorno a circuiti “spintronici” a base magnetica.
I circuiti spintronici
Usano una proprietà quantistica di elettroni chiamata “onda di spin” in materiali magnetici con una struttura reticolare. In questo approccio, le proprietà dell’onda di spin sono modulate per produrre un output quantificabile, a sua volta utilizzato per il calcolo dei dati.
Solitamente la modulazione di queste proprietà richiede però l’impiego di corrente elettrica utilizzando dispositivi che possono causare rumore di segnale, annullando così il guadagno delle prestazioni.
La nuova architettura dei circuiti sviluppata dal MIT prevede l’uso di un’area magnetica larga nanometri e fatta di nanofilm stratificati per modulare le proprietà delle onde di spin. L’architettura elimina la necessità di impiegare corrente elettrica.
Ecco come descrive la scoperta relativa ai circuiti spintronici l’organo di informazione MIT News: “in futuro, coppie di onde di spin potrebbero essere immesse nel circuito attraverso due canali. Verranno modulate per proprietà diverse e combinate. Genereranno interferenze quantiche misurabili che useremo per i calcoli (un po’ come viene usata l’interferenza delle onde di fotoni per il calcolo quantistico)“.
Secondo Luqiao Liu, ricercatore principale del gruppo nel Laboratorio di ricerche elettroniche al MIT, il wave computing potrebbe rivelarsi un’alternativa promettente al silicon computing.
Aggiunge: “Usando aree così piccole possiamo modulare l’onda di spin. Si possono creare questi due stati separati senza reali costi energetici. Facciamo affidamento solo sulle onde di spin e sul materiale magnetico in sé.”
Un esempio “idraulico”
Descrivendo il circuito, Liu dice che è come una tubatura dell’acqua. L’area impiegata, detta anche “parete del dominio”, è una valvola che controlla il modo in cui l’acqua (onda di spin) scorre attraverso il tubo (materiale). Quando viene applicata un’onda di rotazione abbastanza forte, la posizione della parete del dominio può essere modificata. Questa modulazione può essere controllata e gestita in una precisa configurazione.
I ricercatori stanno ora cercando di costruire circuiti spintronici funzionanti per eseguire calcoli semplici. Il prossimo passo è ottimizzare il materiale e ridurre il potenziale rumore del segnale. Infine, serve trovare un metodo per cambiare rapidamente gli stati spostandosi attorno al muro del dominio.
