科技日报记者 张梦然
瑞典哥德堡大学研究团队在最新一期《自然·物理学》上发表了室温下实现低能耗自旋波技术的重要研究成果。他们证明信息可以利用复杂网络中的磁波运动进行传输，这有望成为量子计算机的低能耗替代方案，也为下一代伊辛机的发展奠定了基础。
伊辛机是一种计算系统，旨在模拟物理材料中磁自旋的自我组织过程，以解决复杂的优化问题。与传统计算机相比，伊辛机能够更高效地找到解决方案。它通过编程不同自旋之间的连接强度来运作：正耦合使自旋同向排列，负耦合则导致反向排列。最终的自旋方向代表了问题的最佳解决方案。
研究团队此次实现了两个自旋霍尔纳米振荡器之间的相位控制同步。通过调节这些自旋波的相位，他们在网络中生成二元相位模式，展示了首次实现的同相和异相调节能力。这种调节可以通过改变磁场、电流、施加的栅极电压或振荡器间的距离来完成。
这项研究开启了构建由数十万个振荡器组成网络的可能性，从而推动开发出更加高效的伊辛机。由于这些振荡器能在室温下工作，且体积小至纳米级别，其可以轻松适应从大型系统到小型设备（如手机）的应用场景。
此外，这项研究聚焦于自旋电子学领域，特别是磁性材料纳米薄层中的磁性现象以及由外部刺激（如磁场、电流和电压）产生的自旋波。自旋电子学的进步有望对包括人工智能、机器学习、电信及金融系统在内的多个领域产生深远影响，例如推动更强大、更高效的传感器以及高频交易系统的开发。
总编辑圈点
本文的研究团队证明了自旋波可以作为一种“信息传输者”，这不仅提高了数据处理速度，还大大降低了能耗，使得大规模应用成为可能。而它对伊辛机的推动同样令人瞩目。较之当前的计算机，伊辛机能更快速地找到最优解，在未来越来越多处理大数据和复杂算法的应用场景中，这一能力将尤为关键——包括在AI领域加速模型训练，以及在电信行业提高网络性能与服务响应速度，让金融机构能在毫秒级甚至微秒级的时间尺度上作出反应……因此我们相信，不仅计算领域有望迎来革新，众多其他行业也将被惠及。
