Физики близки к созданию невероятно быстрых компьютеров

Электроны - элементарные частицы, движение которых по проводникам является основой электроники. Как известно они, кроме массы и электрического заряда, обладают еще одним физическим параметром - спином.
Спин (от англ. spin — вертеть) – форма магнитного момента импульса, связанного с движением электрона вокруг атомного ядра, имеющая квантовую природу. Спин электрона существует в двух состояниях: повышающийся спин (его вектор совпадает с вектором намагниченности магнитного материала) и понижающийся спин (разнонаправленность спина и намагниченности).

В связи с тем, что на сегодняшний день, механизм превалирующего большинства электронных носителей информации основан на использовании магнитных полей, обработка и манипуляция электронами имеет огромное значение для логических систем.

В начале 21 века сформировалась новая область квантовой электроники - спиновая электроника или спинтроника, целью которой является регулирование спина и заряда электронов, для модернизации способов хранения информации. Если в общепринятой электронике используется перемещение электрических зарядов, то в спинтронике ключевой физический принцип - перемещение спинов электронов.

Последние инновационные исследования позволили, при помощи резкого переключения магнитных полей, изменять спины электронов за одну квадриллионную секунды, что является огромным шагом электронике нового поколения.

Джиганг Ванг - ведущий автор исследования, физик Эймсовской лаборатории полагает, что такой прорыв в спинтронике позволит в скором будущем создать электронные носители данных с немыслимо быстрой скоростью обработки информации, причем при употреблении гораздо меньшего количества электроэнергии.

Ученые продолжают разрабатывать новые решения проблемы перехода от стандартной гигагерцевой скорости компьютерной памяти к терагерцевой.
Возникает потребность осознания того, что же происходит в момент магнитных переключений.
Отвечая на этот вопрос, исследователи освещали сверхкоротким лазерным импульсом необычный магнитный материал, что приводило к подталкиванию и возбуждению атомов и изменению их свойств.

Однако подлинным успехом данного исследования является достижение скорости, в десятки тысяч раз большей той, которая используется в нынешних технологиях.

Ванг и его коллеги утверждают, что общепринятая термодинамика, при столь малом временном диапазоне во время переключения полей, не играет существенной роли, проигрывая в этом квантовой механике.

Ученые заявляют, что до массового использования в коммерческих компьютерах такой технологии пройдет еще много времени, но они уверены, что в скором будущем она сможет стать доступной каждому.