Поскольку магноны взаимодействуют с магнитными полями, их можно использовать для кодирования и переноса данных без потока электронов, которому сопутствует потеря энергии в виде тепла. Энергетические потери становятся серьезной проблемой для электроники по мере роста скорости и передачи данных, вызванного развитием технологии искусственного интеллекта, пишет Science Daily.

Зерно проблемы лежит в архитектуре вычислительной техники, разделенной на процессоры и память. Движение данных между различными компонентами замедляет вычисления и расходует энергию. Это «узкое место архитектуры фон Неймана» заставляет искать новые решения, которые лучше подошли бы для обработки больших данных. Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны полагают, что наткнулись на решение.

Экспериментируя с платой из ферромагнитного изолятора железоиттриевого граната с наномагнитными полосами на поверхности, швейцарские исследователи смоги возбудить спиновые волны в материале в определенных гигагерцовых частотах при помощи радиосигналов и, что важно, обратить намагничивание наномагнитов на поверхности.

«Две возможных ориентации наномагнитов представляют магнитные состояния ноля и единицы, что позволяет кодировать и сохранять цифровую информацию», — пояснил Дирк Грундлер, глава Лаборатории наноразмерных магнитных материалов и магноники.

Ученые показали, что те же волны, которые используются для обработки данных, можно использовать для переключения магнитных наноструктур. Таким образом, внутри той же системы возникает энергонезависимое магнитное запоминающее устройство.

Эта способность обрабатывать и хранить данные в том же месте может дать вычислительной технике потенциал для изменения нынешней архитектуры и положить конец энергетически неэффективному разделению процессоров и памяти. В ближайших планах исследователей — продемонстрировать возможность переключения наномагнитов из состояния 1 в 0, а также добиться обработки данных в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра.

Магноны обладают огромным потенциалом, но зачастую их сложно обнаружить без громоздкого лабораторного оборудования, которое недоступно для разработчиков магнонных устройств и так называемой спинтроники. Однако в прошлом году был найден способ упростить этот процесс при помощи двухмерного магнитного полупроводника толщиной в один слой атомов.