光脈沖代替電力進行超高速計算,幾乎沒有能耗

科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了用光脈沖代替電力進行超高速計算的方法，新方法使用磁鐵來記錄計算機的數(shù)據(jù)，幾乎沒有能耗，使人們能在不支付高額電力成本的情況下獲得更快的處理速度。

今天，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的耗電量占全球總耗電量的2％到5％，這些服務(wù)器還會發(fā)熱，因此需要更多電力來冷卻。這個問題目前已經(jīng)非常嚴重。

大多數(shù)數(shù)據(jù)通過磁性硬盤中微小磁鐵的指向（自旋）來編碼二進制信息（0或1），磁讀/寫頭需要使用大量電流來設(shè)置或讀取信息，而這會浪費大量能源。

現(xiàn)在，英國蘭開斯特大學(xué)、德國雷根斯堡大學(xué)、荷蘭奈梅亨大學(xué)以及俄羅斯科學(xué)院的科學(xué)家組成的國際團隊，在《自然》雜志撰文指出，他們用極短的光脈沖（持續(xù)時間為萬億分之一秒）代替電力解決了這個問題。

在最新研究中，研究團隊朝磁體發(fā)射遠紅外頻率（所謂的太赫茲光譜范圍）內(nèi)的超短光脈沖，然而，即使是現(xiàn)有最強的太赫茲光源提供的脈沖也不足以來切換磁鐵的方向。因此，研究人員制造了一個非常小的天線，放在磁鐵頂部，以便集中增強光的電場，這個最強的局部電場足以在萬億分之一秒內(nèi)改變磁鐵的磁化方向。而且，磁體的溫度沒有增加，因為每次自旋，僅需太赫茲光的一個量子（光子）的能量。

蘭開斯特大學(xué)的羅斯季斯拉夫·米哈伊洛夫斯基博士說：“這一方法的能量損失極低，可以進行擴展。”

研究人員稱，未來的存儲設(shè)備還將利用天線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)實用的磁存儲，同時最大限度提高能效和速度。

研究人員計劃使用位于蘭開斯特大學(xué)的新的超快激光器和位于科克羅夫特研究所的加速器進一步研究，這些加速器能產(chǎn)生強烈的光脈沖，可切換磁鐵并確定磁記錄的速度以及能量極限。