Крошечные магнитные вихри могут помочь компьютерам работать больше похоже на ваш мозг

Ученые впервые смогли заснять, как крошечные магнитные вихри — скирмионы — «выплавляются» из упорядоченной решетки, и одновременно манипулировать отдельными такими структурами прямо в процессе съемки. Результаты исследования, опубликованного в журнале «Натур Нанотечнолог», дают новое понимание поведения скирмионов и способов управления ими, что может способствовать созданию компьютеров, обрабатывающих информацию подобно человеческому мозгу и потребляющих значительно меньше электроэнергии.

Скирмионы представляют собой микроскопические магнитные вихри, способные хранить информацию принципиально иным способом. Большая часть исследования была проведена в Институте физики Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) при участии профессора Норвежского университета науки и технологий (НТНУ). Как пояснил руководитель центра КуСпин в НТНУ Асле Судбё, в отличие от традиционных технологий, требующих все больше места и энергии для обработки растущих объемов данных, скирмионы могут позволить создавать значительно меньшие и более энергоэффективные системы хранения данных. Потенциал этих структур выходит за рамки обычного хранения информации: они важны для спинтроники, исследующей использование магнитных свойств электронов, и для изучения топологических квантовых эффектов.

В ходе новой работы исследователи не только напрямую наблюдали распад организованной решетки скирмионов, но и могли менять форму и размер отдельных вихрей «на лету». Понимание того, как скирмионы ведут себя при разрушении их упорядоченных структур, поможет разработать более точные методы управления ими — необходимое условие для практического применения. Хотя до использования скирмионов в повседневных компьютерах еще предстоит значительная работа, исследование демонстрирует их потенциал для совершенствования хранения данных, создания новых вычислительных архитектур и развития квантовых технологий. По словам Судбё, это «может революционизировать то, как мы думаем о компьютерах».