Čeští vědci objevili, jak ukládat data tisíckrát rychleji, než to dnes zvládají počítačové paměti

Tento tým použil jako první na světě k vytvoření nového typu paměti antiferomagnety, tedy materiály, které vědci do té doby považovali za prakticky bezcenné.

Nové objevy umožňují tisícinásobně rychlejší zápis, ale mají i slibné aplikace v oblastech jako umělá inteligence a neuronové sítě. Současná paměťová média, jako jsou třeba harddisky v našich počítačích, využívají pro záznam jev zvaný magnetizace.

Ve feromagnetických materiálech jsou spiny elektronů orientované jedním směrem, a tím společně přispívají k magnetizaci látky. Díky tomu je možné je snadno ovládat, např. pomocí magnetického pole, a detekovat.

Zároveň po vypnutí zapisovacího magnetického pole zůstávají spiny společně a trvale v zapsaném směru a mohou tak sloužit k ukládání informace. V nemagnetických materiálech jsou spiny elektronů orientovány nahodile, magnetizace je nulová a nedají se proto využít pro paměti.

Antiferomagnety, na které se projekt zaměřuje, se navenek chovají jako běžné nemagnetické materiály. Spiny elektronů v nich ovšem nejsou orientovány nahodile, ale jejich orientace se pravidelně střídá od jednoho ke druhému atomu v mřížce. Materiál má tedy v sobě dvě prolínající se magnetizace orientované opačným směrem a jejich účinek se tak navenek navzájem ruší. Z tohoto důvodu se antiferomagnety dlouho zdály být nezajímavé pro praktické využití.

Související

Petr Hájek

Energetická revoluce do 7 let? Vědci se blíží k…

Petr Hájek

Pozitivní zpráva: I dospělým roste stále tolik…

Petr Hájek

Budou mezi námi geneticky modifikovaní lidé? Vědci…

Vědci z Fyzikálního ústavu však představili nejen nové fyzikální jevy, kterými lze antiferomagnety použít k zápisu, čtení a ukládání informací, ale ukázali i experimentální zařízení, které je možné připojit k běžnému počítači a ukázat na něm princip antiferomagnetické paměti.

Nový způsob zápisu informací může v budoucnu zrychlit práci počítačů, protože pro záznam stačí extrémně krátké –  pikosekundové – elektrické výboje, což je tisíckrát kratší doba než v dnes používaných feromagnetických součástkách. Přečtení informace je také relativně snadné, protože se při zápisu mění elektrický odpor materiálu.

Antiferomagnetická paměť má i další překvapivé vlastnosti. Například nemusí být binární (klasické počítačové paměti používají zápis do dvojkové soustavy ve formě jedniček a nul), protože může měnit odpor postupně, a nedokáže ji narušit ani velmi silné vnější magnetické pole.

Fotogalerie

 

4

fotografie