Ultrarychlá laserem řízená magnetická RAM již brzy!

Vědci objevili nový mechanismus, jak změnit magnetický stav pevných materiálů zaostřením laserového paprsku. Očekává se, že tento objev bude v budoucnu aplikován na ultra-vysokorychlostní počítačové paměti, uvedli vědci.
K popisu vztahu mezi amplitudou a frekvencí optického magnetického pole a vlastnostmi absorpce energie magnetických materiálů vědci pečlivě sestavili novou rovnici. Zjištění byla zveřejněna 3. ledna v časopise Physical Review Research.
Přestože je objev zakořeněn v oblasti "magnetooptiky", představuje zcela nový průlom, protože vědci si dříve nebyli vědomi toho, jak magnetická složka rychle oscilujících světelných vln může ovládat magnety.
V paměti počítače jsou miniaturní elektromagnety magnetizovány napětím, čímž se vytváří binární stav „zapnuto“ nebo „vypnuto“, který kóduje data pro procesor, aby je mohl číst a znovu interpretovat jako 1 nebo 0.
Nejběžnější forma výpočetní paměti, jako je dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM) v noteboocích nebo mobilních telefonech, je nestabilní a ztrácí data po vypnutí napájení, ale má jednoduchý design, je vyrobena z běžných materiálů, má nízkou chybu rychlost a je snadné jej odhalit a opravit.
Nový objev se údajně lépe hodí k technologii magnetorezistivní paměti s náhodným přístupem (MRAM), což je typ energeticky nezávislé paměti, která se běžněji používá v kosmických lodích, stejně jako ve vojenských a jiných průmyslových aplikacích.
Málo se ví o interakcích mezi magnetickými materiály a zářením, když jsou v nerovnovážném stavu, což je oblast, která je propletená s podivnými zákony kvantové mechaniky, která se používá ke konstrukci kvantových počítačů.
"Máme velmi základní rovnici pro popis této interakce. To nás přimělo k novému pohledu na optomagnetický záznam a vedlo nás to k výrobě hustých, energeticky účinných a ekonomických optomagnetických paměťových zařízení, i když taková zařízení v současnosti existují." řekl Capua.
Minulé pokusy využít magnetickou složku světelných paprsků k převrácení magnetických vrtáků tímto způsobem nebyly podle Capuy výrazně úspěšné. Věří však, že nové rovnice pomohou výzkumníkům úspěšně integrovat tento mechanismus.
Dále předpovídá, že ve vzdálené budoucnosti může tato technologie umožnit, aby komponenty MRAM byly rychlejší a efektivnější než současné nejmodernější buňky RAM.
Doba optického cyklu této technologie (tj. doba potřebná k tomu, aby optická elektromagnetická vlna dokončila oscilaci) by mohla být milionkrát rychlejší než u konvenční paměti. Doba elektrického cyklu běží na stupnici nanosekund (1 sekunda je 1 miliarda nanosekund), zatímco typický světelný paprsek běží na stupnici pikosekund (1 sekunda je 1 bilion pikosekund).
Existuje také potenciál pro budoucí aplikace této technologie na kvantovou paměť v kvantových počítačích, kde by paprsek světla mohl fixovat magnetický bit ve stavu, který není ani 0 ani 1, ale je superpozicí těchto dvou stavů, stejně jako kvantový bit v kvantovém počítači. I když je to v současném přesném strojírenství stále vzdálený cíl, Capua věří, že objev jeho týmu by mohl připravit cestu pro budoucí aplikace této technologie.
Technologie by také mohla vést k lepší kontrole intenzity a trvání paprsku a jeho vlivu na úložný systém, což by vedlo k úsporám energie v digitálních úložných systémech. "Úpravou trvání a energie světelného paprsku lze snížit výkon zápisu. Je zřejmé, že když je zařízení nečinné, protože magnetická paměť je energeticky nezávislá, nespotřebovává žádnou energii."