数据以数太赫的频率从光纤中穿过。一旦数据传送至个人电脑或电视机时,该速度必须被加以限制以匹配组件的数据处理速度。然而,目前组件的数据处理速度仅为几百兆赫。约翰内斯古腾堡大学(JGU)的研究人员已成功研发出一种技术,该技术可将数据处理速度提高至原来的100倍,从而极大缩短了传输速度和处理速度之间的差距。
疯狂的粉丝们出神地盯着屏幕,就像是被粘到了屏幕上。是的,这也许是德国国家队的目标。哦,不!就在刚出版的报纸中写道!在国内电视机上的超高清节目中,大部分时间所选定的世界杯比赛采用锐利的清晰度显示。不幸的是,传输媒体的带宽无法跟上数据流,或者说,在数据不能被快速处理的情况下往往会是这样。另外,图片抖动或高分辨率必须暂时降低,同时足球迷们还得处理较低分辨率的图像。
但很快,这种低带宽时代就可能成为过去。捷克科学院的研究人员与他们在美因茨大学的同事一起进行合作,发现了一种可将数据处理速率显著提高大约100倍、可达太赫兹级速度的方法(《物理评论快报》—“反铁磁体中由电流引起的相对论性Nel-Order场”和《科学进展》—“反铁磁记忆中的太赫兹电写速度”)。
铁磁性和反铁磁性存储器
一般来说,数据存储器、存储均依赖于铁磁性材料。但会有两个缺点:首先,这些材料的面密度和储存容量将会受限,因为它们必然会存在一个极限值。这是由于每点信息都会存储在一种小型条形磁铁中。根据其对齐情况,每个磁条代表0或1。但如果这些条形磁铁彼此间靠得太近,它们就会开始相互影响。
第二个问题是,数据可写入这种存储介质的速度也有限制—不可能超过千兆赫的速率。否则耗能极高。
但反铁磁性存储器并非如此。它们能以更高密度写入数据。因为反铁磁性存储器中条形磁铁总是交替排列,所以对彼此没有影响。这意味着它们可存储更多数据,而且写入速度更快。
以太赫兹级速度处理数据的反铁磁性存储器
“如果你想发送信息,比如说足球比赛的移动图像,你会以光的形式发送这些信息。这些光可通过光纤电缆传输,”约翰内斯古腾堡大学交叉学科自旋电子研究小组负责人Jairo Sinova教授解释说。这在太赫兹范围内的频率是可以实现的。这非常迅速。目前,由于这些设备的处理和存储数据采用了基于电能的技术,所以接收速度必须降低才能被计算机或电视机处理,而这些操作速度只有数百千兆赫。我们的反铁磁性存储器的概念能直接处理以太赫兹级速率发送的数据。
这意味着信号不再需要减速。相反,它也能够通过电脑或电视以太赫兹的速度处理数据。
科学家团队于2014年进行了初步研究。他们通过反铁磁体传递电流,从而能够适当调整微小的存储单元。他们最初使用电缆,而这是一种相当慢的连接方法。
Sinova 说道,“我们现在用的是短激光脉冲来感应产生电流,而不是电缆。这种电流对准棒状磁铁,换句话说,就是它们的自转力矩。”
新的存储器无需使用电缆,而是用无线方式进行工作。目前不需要直接的电流,而是利用光来产生这些效应。凭借这一点,研究人员能够显著提高数据处理速度,从而满足未来用户能观看无抖动、超高清图像的强烈需求。
原文来自:nanowerk,原文题目:Antiferromagnetic materials allow for processing at terahertz speeds。