گردابه‌های مغناطیسی ریزکه به اسکایرمیون شهرت دارند، می‌توانند به‌زودی روشی نوین برای ساخت رایانه‌هایی ارائه دهند که با بهره‌وری انرژی بسیار بالاتر، عملکردی شبیه به مغز انسان دارند.

در دنیای پرشتاب فناوری امروز، نیاز به سیستم‌های محاسباتی قدرتمندتر و در عین حال کم‌مصرف‌تر هر روز بیش از پیش احساس می‌شود. اکنون، پژوهشگران با مطالعهساختارهای مغناطیسیموسوم به اسکایرمیون‌ها، گام بلندی در این مسیر برداشته‌اند. این کشف می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از رایانه‌ها هموار سازد که نه‌تنها اندازه کوچک‌تری دارند، بلکه مصرف انرژی آن‌ها نیز به‌طرز چشمگیری کاهش می‌یابد.

نقش گردابه‌های مغناطیسی در رایانه‌های الهام‌گرفته از مغز

اسکایرمیون‌هااینگردابه‌های مغناطیسیکوچک، توانایی ذخیره‌سازی اطلاعات را به روشی کاملا جدید دارند. بر خلاف فناوری‌های متداول که برای مدیریت حجم فزاینده داده‌ها به فضا و انرژی بیشتری نیاز دارند، اینگردابه‌های مغناطیسیمی‌توانند جایگزینی بسیار کارآمدتر باشند. پروفسور آسله سودبو، رئیس مرکز اسپینترونیک کوانتومی (QuSpin) در دانشگاه علم و فناوری نروژ، توضیح می‌دهد که این ساختارها امکان ساخت سیستم‌های ذخیره‌سازی داده بسیار کوچک‌تر و با مصرف انرژی بهینه‌تر را فراهم می‌کنند.

کاربردهای بالقوه این ذرات فراتر از ذخیره‌سازی داده است و شامل حوزه اسپینترونیک و تحقیقات مربوط به اثرات کوانتومی توپولوژیک می‌شود. یک چشم‌انداز امیدوارکننده، توسعه رایانه‌هایی است که عملکردی شبیه بهمغزبیولوژیکی دارند و به‌جای تکیه بر ترانزیستورهای سنتی، از مغناطیس برای پردازش اطلاعات بهره می‌برند. این رویکرد می‌تواند مصرف برق را به‌شکل چشمگیری کاهش دهد و به رایانه‌های آینده امکان دهد تا وظایف پیچیده را با انرژی بسیار کمی انجام دهند.

پیشرفت بی‌سابقه: فیلمبرداری از ذوب شبکه‌های اسکایرمیون

در یک دستاورد بی‌سابقه، پژوهشگران موفق شدند برای نخستین بار، فرآیند ذوب یک شبکهاسکایرمیونمغناطیسی را در زمان واقعی ضبط کنند. این مطالعه که در مجلهNature Nanotechnologyمنتشر شده و بخش اعظم آن در موسسهفیزیکدانشگاهیوهانس گوتنبرگ ماینتسآلمان و با مشارکت پروفسور سودبو از دانشگاه NTNU انجام شده، همچنین نشان داد که می‌توان هرگردابه‌ی مغناطیسیرا به‌صورت جداگانه، حتی در حین فیلمبرداری، دستکاری کرد و شکل و اندازه آن‌ها را تغییر داد. این قابلیت بی‌نظیر برای مشاهده مستقیم فرآیند، درک شفاف‌تری از نحوه واکنشاسکایرمیون‌هاهنگام از هم پاشیدن ساختارهای سازمان‌یافته‌شان ارائه می‌دهد.

• دانشمندان با استفاده از سلول‌های مغزی انسان، کامپیوتر می‌سازند
• فیزیکدانان مایکروسافت مدعی شدند: انسان‌ها داخل یک رایانه خودآموز زندگی می‌کنند!
• دانشمندان یک سیستم پیام‌رسان پنهان را در عمق مغز کشف کردند
• کشفی شگفت‌انگیز درباره مغز انسان؛ ما در واقع دو سیستم عصبی جداگانه داریم؟

این یافته‌ها بینش جدیدی در مورد رفتار این ذرات به ما می‌دهد و می‌تواند برای توسعه فناوری رایانه‌ای با مصرف انرژی کارآمدتر در آینده مهم باشد. اگرچه هنوز پیشرفت‌های قابل توجهی برای استفاده ازگردابه‌های مغناطیسیدر دستگاه‌های محاسباتی روزمره مورد نیاز است، اما این پژوهش پتانسیل آن‌ها را برای بهبود ذخیره‌سازی داده، فعال کردن معماری‌های محاسباتی جدید و پشتیبانی از پیشرفت‌ها در فناوری کوانتومی برجسته می‌کند.