低能耗自旋波信息传输技术实现 有助推动下一代计算系统伊辛机发展

瑞典哥德堡大学研究团队在最新一期《自然·物理学》上发表了室温下实现低能耗自旋波技术的耗自重要研究成果。他们证明信息可以利用复杂网络中的旋波信息下代系统磁波运动进行传输，这有望成为量子计算机的传输低能耗替代方案，也为下一代伊辛机的技术计算机发展奠定了基础。

伊辛机是实现一种计算系统，旨在模拟物理材料中磁自旋的有助伊辛自我组织过程，以解决复杂的推动优化问题。与传统计算机相比，耗自伊辛机能够更高效地找到解决方案。旋波信息下代系统它通过编程不同自旋之间的传输连接强度来运作：正耦合使自旋同向排列，负耦合则导致反向排列。技术计算机最终的实现自旋方向代表了问题的最佳解决方案。

研究团队此次实现了两个自旋霍尔纳米振荡器之间的有助伊辛相位控制同步。通过调节这些自旋波的推动相位，他们在网络中生成二元相位模式，耗自展示了首次实现的同相和异相调节能力。这种调节可以通过改变磁场、电流、施加的栅极电压或振荡器间的距离来完成。

这项研究开启了构建由数十万个振荡器组成网络的可能性，从而推动开发出更加高效的伊辛机。由于这些振荡器能在室温下工作，且体积小至纳米级别，其可以轻松适应从大型系统到小型设备（如手机）的应用场景。

此外，这项研究聚焦于自旋电子学领域，特别是磁性材料纳米薄层中的磁性现象以及由外部刺激（如磁场、电流和电压）产生的自旋波。自旋电子学的进步有望对包括人工智能、机器学习、电信及金融系统在内的多个领域产生深远影响，例如推动更强大、更高效的传感器以及高频交易系统的开发。

本文的研究团队证明了自旋波可以作为一种“信息传输者”，这不仅提高了数据处理速度，还大大降低了能耗，使得大规模应用成为可能。而它对伊辛机的推动同样令人瞩目。较之当前的计算机，伊辛机能更快速地找到最优解，在未来越来越多处理大数据和复杂算法的应用场景中，这一能力将尤为关键——包括在AI领域加速模型训练，以及在电信行业提高网络性能与服务响应速度，让金融机构能在毫秒级甚至微秒级的时间尺度上作出反应……因此我们相信，不仅计算领域有望迎来革新，众多其他行业也将被惠及。