Впервые зафиксировано динамическое поведение магнитных скирмионов: новый шаг к нейроморфным вычислениям

Компьютер, имитирующий работу человеческого мозга

Как сообщает НВ — Техно: Недавние открытия в области магнитных структур открывают перспективы для развития нейроморфных вычислительных систем.

Международная команда исследователей впервые в реальном времени наблюдала поведение магнитных скирмионов - крошечных вихревых образований, которые могут стать основой для нейроморфных компьютеров. Эти устройства будут работать по аналогии с мозгом человека, потребляя при этом минимальное количество энергии. Исследование, проведённое специалистами Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) и Норвежского университета науки и технологий (NTNU), было опубликовано 26 октября в журнале Nature Nanotechnology.

Особенности движения магнитных скирмионов

Впервые учёным удалось наблюдать в режиме реального времени трансформацию микроскопических магнитных вихрей - скирмионов. Эти структуры способны радикально изменить архитектуру будущих компьютеров, позволяя им обрабатывать данные по принципам, близким к работе человеческого мозга, при очень низком энергопотреблении. Во время эксперимента исследователи фиксировали процесс "расплавления" магнитных скирмионных решёток, сопровождавшийся изменением формы и размера отдельных скирмионов.

«В отличие от современных технологий, требующих масштабирования и увеличения энергозатрат, скирмионы предлагают компактное и экономичное решение.»

Асле Судбе, руководитель Центра квантовой спинтроники

Переход от кремниевых транзисторов к нейроморфным системам на основе магнитных структур открывает путь к созданию новых энергоэффективных вычислительных платформ. Умение управлять скирмионами - ключевой этап на пути к реализации таких технологий, которые могут коренным образом изменить методы обработки информации в будущем.

Исследования в области магнитных скирмионов важны для развития компьютерных систем с низким энергопотреблением и высокой производительностью. Нейроморфные компьютеры, вдохновлённые принципами функционирования мозга, способны обеспечить революционные прорывы в сферах искусственного интеллекта и анализа больших данных. Для русскоязычных специалистов и разработчиков это открывает новые возможности для интеграции передовых технологий в отечественные инновационные проекты и ускорения цифровой трансформации.

В то время как исследование магнитных скирмионов открывает новые горизонты для нейроморфных вычислений, другие ученые продолжают искать альтернативные способы хранения данных. Например, команда из Йельского университета разработала микрофлюидный чип, который позволяет сохранять информацию в жидкостях, что может стать важным дополнением к новым вычислительным технологиям.