Ένας τυπικός υπολογιστής, χρειάζεται μεγάλα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας για να πραγματοποιήσει τις εργασίες του, ενώ απελευθερώνει και αρκετή θερμότητα. Το αποτύπωμα άνθρακα αυτών των συσκευών, θέτει σε κίνδυνο το περιβάλλον, αν μάλιστα σκεφτούμε και τον τεράστιο αριθμό υπολογιστών που υπάρχει στις μέρες μας. Για το λόγο αυτό οι επιστήμονες αναζητούν συνεχώς νέες, πιο οικολογικές εναλλακτικές.
Και τώρα οι ερευνητές του MIT, επινόησαν ένα νέο σχέδιο αρχιτεκτονικής κυκλωμάτων, που βασίζεται σε μαγνητικά κύματα και δεν απαιτεί ηλεκτρισμό για την εκτέλεση υπολογιστικών εργασιών. Το νέο αυτό σχέδιο αποτελεί μεγάλη πρόοδο στην τρόπο που κατασκευάζονται τα κυκλώματα τέτοιων συσκευών.
Συνήθως, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν μια κβαντική ιδιότητα των ηλεκτρονίων που ονομάζεται “Spin wave”, σε μαγνητικά υλικά με δομή πλέγματος. Σε αυτήν την προσέγγιση, οι ιδιότητες του Spin Wave, διαμορφώνονται έτσι ώστε να παράγουν ένα υπολογίσιμο output, που χρησιμοποιείται για υπολογιστικά δεδομένα. Ωστόσο, η ρύθμιση αυτών των ιδιοτήτων απαιτεί ηλεκτρισμό, μέσω συσκευών που μπορούν να προκαλέσουν θόρυβο σήματος, εμποδίζοντας έτσι την αύξηση της απόδοσης.
Ωστόσο ο νέος σχεδιασμός κυκλωμάτων που δημιούργησαν οι ερευνητές του MIT, περιλαμβάνει τη χρήση ενός domain wall σε μέγεθος νανομέτρου, σε πλαστικοποιημένα νανοφίλμ μαγνητικού υλικού, για τη ρύθμιση των ιδιοτήτων Spin Wave. Έτσι δεν υπάρχει πλέον ανάγκη για ηλεκτρισμό.
Σύμφωνα με τον Luqiao Liu, κύριο ερευνητή της ομάδας Spintronic Material and Device Group στο Research Laboratory of Electronics, η χρήση κυμάτων για την λειτουργία των υπολογιστών μπορεί να αποτελέσει μία πολύ καλή εναλλακτική για τους υπολογιστές πυριτίου.
Περιγράφοντας το κύκλωμα, ο Liu λέει ότι λειτουργεί όπως ένας σωλήνας νερού. Το domain wall είναι μια βαλβίδα που ελέγχει πώς το νερό (spin wave) ρέει μέσω του σωλήνα (hardware). Όταν εφαρμόζεται ένα ισχυρό spin wave, η θέση του domain wall μπορεί να μεταβληθεί.
Οι ερευνητές προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα κύκλωμα λειτουργικών κυμάτων για την εκτέλεση βασικών υπολογισμών. Το επόμενο βήμα είναι να βελτιστοποιήσουν το υλικό, να μειώσουν τον πιθανό θόρυβο σήματος και να βρουν μια μέθοδο για γρήγορη αλλαγή των καταστάσεων, μετακινώντας το domain wall.
Πρόκειται για μια ιδιαίτερα χρήσιμη ιδέα, η οποία εάν τελικά λειτουργήσει σε μεγαλύτερη κλίμακα θα μπορέσει να μειώσει την ανάγκη για ηλεκτρισμό και την θερμότητα που εκπέμπεται.
