محققان دپارتمان فیزیک دانشگاه آکسفورد به کشفی دست یافته اند که می تواند راه را برای پیشرفت بزرگ بعدی در هوش مصنوعی هموار کند.

این تیم با موفقیت چرخش های مغناطیسی طوفان مانند را در هماتیت، که جزء اصلی زنگ است، ایجاد کرده است که به طور بالقوه می تواند پردازنده هایی با انرژی کارآمد و مغز مانند که در صدها گیگاهرتز کار می کنند، تامین کند.

این چرخش های مغناطیسی که قادر به حرکت با سرعت شگفت انگیز تا کیلومتر بر ثانیه هستند، به عنوان حامل های اطلاعاتی بالقوه برای نسل بعدی پلت فرم های محاسباتی سبز و فوق سریع معرفی می شوند.

100-1000 برابر سریعتر

این مطالعه که در Nature Materials منتشر شد، بر چالش تولید این چرخش‌ها در موادی که قبلاً با سیلیکون ناسازگار بودند، غلبه کرد که یک مانع بزرگ در کاربرد عملی آنها بود.

این تحقیق توسط دکتر هاریوم جانی از دانشگاه آکسفورد و با همکاری دانشگاه ملی سنگاپور و منبع نور سوئیس رهبری شد. دکتر جانی معتقد است که محاسبات مبتنی بر سیلیکون، با ناکارآمدی انرژی بالا، برای نسل بعدی برنامه های محاسباتی مانند هوش مصنوعی در مقیاس کامل و دستگاه های مستقل مناسب نیست.

او پیشنهاد می کند که راه حل در مهار چرخش های مغناطیسی در دسته خاصی از مواد به نام ضد فرومغناطیس است که 100 تا 1000 برابر سریعتر از دستگاه های مدرن عمل می کند.

"امروزه، ترانزیستورهای سیلیکونی از بارهایی برای انجام محاسبات استفاده می کنند، که می تواند به محض قطع منبع برق از بین برود. پس ، آنها تمایل زیادی به مصرف انرژی و ناکارآمدی دارند. علاوه بر این، کامپیوترهای معمولی ذخیره سازی داده را جدا از پردازش داده نگه می دارند. شاتلینگ دکتر جانی به ما گفت: اطلاعات بین آنها زمان و انرژی زیادی دارد و باعث ایجاد گلوگاه در عملکرد می شود.

از سوی دیگر، گرداب های طوفان مانند در مواد ضد فرومغناطیسی، ساختارهای اسپینی در مقیاس نانو محافظت شده هستند که به لطف سیم پیچ منحصربه فرد خود، ذاتاً پایدار هستند. آنها می توانند حتی در غیاب تکانه های الکتریکی پایدار بمانند. علاوه بر این، آنها همچنین میزبان غنی و فوق العاده هستند. - پویایی سریع که می تواند برای انجام پردازش اطلاعات غیر متعارف استفاده شود، جایی که عملکردهای حافظه و منطق را می توان با هم ترکیب کرد. در آینده، چنین پلتفرم هایی می توانند برای انجام محاسبات مغز مانند برای ساخت سخت افزار هوش مصنوعی کارآمد و سریع استفاده شوند."

این تیم با ساخت غشاهای کریستالی بسیار نازک از هماتیت، روی یک قالب کریستالی که با یک «لایه قربانی» ویژه پوشانده شده بود، به موفقیت خود دست یافتند. این لایه در آب حل شد و هماتیت را از پایه کریستالی جدا کرد و سپس روی سیلیکون و چندین سکوی دیگر منتقل شد.

محققان همچنین یک تکنیک تصویربرداری جدید را با استفاده از اشعه ایکس قطبی شده خطی برای تجسم الگوهای مغناطیسی در مقیاس نانو در این غشاها توسعه دادند. این تکنیک نشان داد که لایه‌های آزاد می‌توانند میزبان یک خانواده قوی از چرخش‌های مغناطیسی باشند که دری را برای پردازش اطلاعات فوق سریع باز می‌کنند.

این تیم اکنون در حال توسعه دستگاه‌های نمونه اولیه برای بهره‌برداری از پویایی این چرخش‌های فوق سریع است. دکتر جانی نتیجه گیری کرد: "در نهایت، چنین دستگاه هایی می توانند در انواع جدیدی از کامپیوترها که بیشتر شبیه مغز انسان کار می کنند ادغام شوند - ما از آنچه در آینده در راه است بسیار هیجان زده هستیم."

بیشتر از TechRadar Pro