Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали компактный компьютер на новых физических принципах. В отличие от аналогов, новый резервуарный компьютер на основе магноники помещается на ладони и потребляет примерно в 10 раз меньше энергии, сообщил ТАСС профессор кафедры физической электроники и технологии ЛЭТИ Алексей Устинов.

«Наша разработка позволила упростить конструкцию резервуарного компьютера, сделать его более легким, на порядок более энергоэффективным и настолько компактным, что он помещается на ладони. За счет этих характеристик в будущем такие вычислительные устройства могут получить широкое распространение в технике, например, для снижения веса электронных систем беспилотных подводных, наземных и воздушных аппаратов», – рассказал Устинов.

Принципы магноники

Профессор пояснил, что подавляющее большинство современных цифровых устройств работает на принципах классической электроники, которая приблизилась к пределу своих возможностей. Один из способов преодолеть ограничения – разработка компьютеров на принципах магноники. В центре этого научного направления – спиновые волны (волны намагниченности) и квазичастицы магноны.

«Сравнительно недавно учеными, в том числе и нами, было показано, что с помощью магнонов можно решать задачи распознавания и классификации с высокой скоростью и низким энергопотреблением в сравнении с транзисторными вычислительными устройствами. Магнонный физический резервуар – это аппаратный аналог нейросети, который обладает тем же функционалом, что и обычные программные нейронные сети», – добавил Алексей Устинов.

Резервуарный компьютер заточен на выполнение операций нейросети, например, для распознавания объектов, ориентации в пространстве, автоматизации информационных систем на предприятиях. В его основе лежит магнитная пленка. На разные участки специальной пленки подается электрических ток, который локально меняет изначально одинаковое поле подмагничивания. Таким образом в резервуар компьютера передаются информационные сигналы с разной амплитудой, которые кодируются битами.

Исследования в сфере магноники проводятся в лаборатории магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса, которая была создана в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в 2021 году в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации. Ее главная задача – обнаружение и исследование физических эффектов, которые затем можно положить в основу работы новых типов устройств генерации, передачи и обработки информации.