總編輯圈點丨低能耗自旋波信息傳輸技術實現，有助推動下一代計算系統伊辛機發展

科技日報記者 張夢然

瑞典哥德堡大學研究團隊在最新一期《自然·物理學》上發表了室温下實現低能耗自旋波技術的重要研究成果。他們證明信息可以利用複雜網絡中的磁波運動進行傳輸，這有望成為量子計算機的低能耗替代方案，也為下一代伊辛機的發展奠定了基礎。

伊辛機是一種計算系統，旨在模擬物理材料中磁自旋的自我組織過程，以解決複雜的優化問題。與傳統計算機相比，伊辛機能夠更高效地找到解決方案。它通過編程不同自旋之間的連接強度來運作：正耦合使自旋同向排列，負耦合則導致反向排列。最終的自旋方向代表了問題的最佳解決方案。

研究團隊此次實現了兩個自旋霍爾納米振盪器之間的相位控制同步。通過調節這些自旋波的相位，他們在網絡中生成二元相位模式，展示了首次實現的同相和異相調節能力。這種調節可以通過改變磁場、電流、施加的柵極電壓或振盪器間的距離來完成。

這項研究開啓了構建由數十萬個振盪器組成網絡的可能性，從而推動開發出更加高效的伊辛機。由於這些振盪器能在室温下工作，且體積小至納米級別，其可以輕鬆適應從大型系統到小型設備（如手機）的應用場景。

此外，這項研究聚焦於自旋電子學領域，特別是磁性材料納米薄層中的磁性現象以及由外部刺激（如磁場、電流和電壓）產生的自旋波。自旋電子學的進步有望對包括人工智能、機器學習、電信及金融系統在內的多個領域產生深遠影響，例如推動更強大、更高效的傳感器以及高頻交易系統的開發。

總編輯圈點

本文的研究團隊證明了自旋波可以作為一種“信息傳輸者”，這不僅提高了數據處理速度，還大大降低了能耗，使得大規模應用成為可能。而它對伊辛機的推動同樣令人矚目。較之當前的計算機，伊辛機能更快速地找到最優解，在未來越來越多處理大數據和複雜算法的應用場景中，這一能力將尤為關鍵——包括在AI領域加速模型訓練，以及在電信行業提高網絡性能與服務響應速度，讓金融機構能在毫秒級甚至微秒級的時間尺度上作出反應……因此我們相信，不僅計算領域有望迎來革新，眾多其他行業也將被惠及。