Elektromagnoniikasta uusi tiedonkäsittelyn alusta

Elektromagnoniikka - spinviritysten ja sähkömagneettisten aaltojen hybridisaatio - on viime vuosina tunnustettu lupaavaksi ehdokkaaksi koherentille tiedonkäsittelylle.

Sen eri toteutuksissa käytettävissä olevien lähestymistapojen puute järjestelmän dynamiikan reaaliaikaiseen manipulointiin on tullut yleinen ja kiireellinen rajoitus.

Uudessa työssään Center for Nanoscale Materials, Department of Energy Office of Sciencen tutkijat ovat saavuttaneet yhtenäisen portitustoiminnan ottamalla käyttöön uuden magnoniresonanssisen modulaatiotekniikan käyttämällä ferromagneettista materiaalia eli yttriumrautagranaattia.

Heidän porttirakenne takaa ensimmäistä kertaa nopean vasteajan ohjauspulsseihin. Nopea vaste mahdollistaa magnoni-fotoni-vuorovaikutuksen päälle/pois ja keston hallinnan, mikä mahdollistaa sarjamaisen ja yhtenäisesti portitetun dynamiikan toteuttamisen.

Käyttämällä tätä uutta avainnusmallia tutkijat pystyivät nopeasti vaihtamaan magnonisen ja fotonitilan välillä 10-100 nanosekunnin aika-asteikolla, mikä on paljon lyhyempi kuin magnonin tai fotonien elinikä.

Tämä esittely osoittaa hybridimagoniikan uutta suuntausta. Aikaisemmin hybridimagnoniikka on rajoittunut vain staattisiin spektroskooppisiin tutkimuksiin.

Tämä tutkimus, jossa magnoneja ja fotoneja yhdistellään kantajiksi, on esimerkki tutkijoiden viimeaikaisesta työstä erityyppisten informaationkantajien yhdistämiseksi tietojenkäsittelyä varten. Nämä hybridijärjestelmät voisivat mahdollistaa uusia sovelluksia, jotka eivät ole mahdollisia yksittäisillä informaation kantajalla.

Mikä tärkeintä, tämän uuden järjestelmän elektronimagnonista porttia voidaan käyttää suurella nopeudella signaalin koherenssin ylläpitämiseksi informaation siirron aikana.

Tämä löytö voi johtaa uuden sukupolven elektronimagnonisiin laitteisiin, joissa tapahtuu nopea vaihto ja vähän tehoa käyttävä laskenta.

Esitetty menetelmä on myös täysin yhteensopiva kryogeenisten lämpötilojen kanssa. Tämä tarkoittaa, että klassisten järjestelmien lisäksi sitä voidaan helposti soveltaa kvanttioperaatioihin, mikä avaa uusia mahdollisuuksia hybridi-magnoniseen signaalinkäsittelyyn kvantti-informaation järjestelmissä.

Aiheesta aiemmin:

Multiferroisista spintroniikan pelin muuttajia?

Portti auki seuraavan sukupolven tietojenkäsittelylle

Tutkijat kesyttävät fotoni-magnoni -vuorovaikutuksen