El procesamiento de datos ultrarrápido mediante pulsos de luz en lugar de electricidad ha sido creado por científicos.
La invención utiliza imanes para registrar datos informáticos que consumen prácticamente cero energía, resolviendo el dilema de cómo crear velocidades de procesamiento de datos más rápidas sin los altos costos de energía que lo acompañan.
Los servidores actuales del centro de datos consumen entre el 2 y el 5% del consumo global de electricidad, produciendo calor que a su vez requiere más energía para enfriar los servidores.
El problema es tan grave que Microsoft incluso ha sumergido cientos de sus servicios de centros de datos en el océano en un esfuerzo por mantenerlos frescos y reducir costos.
La mayoría de los datos se codifican como información binaria (0 o 1 respectivamente) a través de la orientación de pequeños imanes, llamados giros, en discos duros magnéticos. El cabezal magnético de lectura / escritura se utiliza para configurar o recuperar información utilizando corrientes eléctricas que disipan grandes cantidades de energía.
Ahora, un equipo internacional que publica en Nature ha resuelto el problema al reemplazar la electricidad con pulsos de luz extremadamente cortos, la duración de una billonésima de segundo, concentrada por antenas especiales en la parte superior de un imán.
Este nuevo método es súper rápido pero tan eficiente en energía que la temperatura del imán no aumenta en absoluto.
El equipo incluye al Dr. Rostislav Mikhaylovskiy, anteriormente en la Universidad de Radboud y ahora en la Universidad de Lancaster, Stefan Schlauderer, al Dr. Christoph Lange y al Profesor Rupert Huber de la Universidad de Regensburg, al Profesor Alexey Kimel de la Universidad de Radboud y al Profesor Anatoly Zvezdin de la Academia de Ciencias de Rusia.
Demostraron este nuevo método pulsando un imán con ráfagas de luz ultracorta (la millonésima parte de una millonésima de segundo) en frecuencias en el infrarrojo lejano, el llamado rango espectral de terahertz.
Sin embargo, incluso las fuentes más fuertes de la luz de terahertz no proporcionaron pulsos lo suficientemente fuertes como para cambiar la orientación de un imán hasta la fecha.
El avance se logró mediante la utilización del mecanismo de interacción eficiente de acoplamiento entre los espines y el campo eléctrico de terahertz, que fue descubierto por el mismo equipo.
Luego, los científicos desarrollaron y fabricaron una antena muy pequeña en la parte superior del imán para concentrarse y así mejorar el campo eléctrico de la luz. Este campo eléctrico local más fuerte fue suficiente para navegar la magnetización del imán a su nueva orientación en solo una billonésima de segundo.
La temperatura del imán no aumentó en absoluto, ya que este proceso requiere energía de solo un cuanto de la luz de terahertz, un fotón por giro.
El Dr. Mikhaylovskiy dijo: "La pérdida de energía sin precedentes hace que este enfoque sea escalable.
Los futuros dispositivos de almacenamiento también explotarían la excelente definición espacial de las estructuras de la antena, permitiendo memorias magnéticas prácticas con eficiencia y velocidad de energía máxima a la vez ".
Planea realizar más investigaciones utilizando el nuevo láser ultrarrápido en la Universidad de Lancaster, junto con los aceleradores en el Instituto Cockroft, que pueden generar pulsos de luz intensos para permitir el cambio de los imanes y para determinar la velocidad práctica y fundamental y los límites de energía de la grabación magnética.
Fuente de la historia:
Referencia de la revista :
S. Schlauderer, C. Lange, S. Baierl, T. Ebnet, CP Schmid, DC Valovcin, AK Zvezdin, AV Kimel, RV Mikhaylovskiy, R. Huber. Huellas dactilares temporales y espectrales de cambio de giro ultrarrápido y totalmente coherente . Naturaleza , 2019; 569: 383-387 DOI: 10.1038 / s41586-019-1174-7