يمكن أن تحمل الدوامات المغناطيسية الصغيرة “التي تشبه الإعصار” مفتاحًا لاختراق الذكاء الاصطناعي التالي – يمكن للمواد الموجودة في الصدأ أن تساعد في تشغيل معالجات شبيهة بالدماغ تتسم بكفاءة استخدام الطاقة وقادرة على العمل بمئات جيجاهيرتز – TechToday
النشرة الإخبارية
Sed ut perspiciatis unde.
توصل باحثون من قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد إلى اكتشاف يمكن أن يمهد الطريق للاختراق الكبير التالي في الذكاء الاصطناعي.
نجح الفريق في إنشاء دوامات مغناطيسية “شبيهة بالإعصار” في الهيماتيت، المكون الرئيسي للصدأ، والتي يمكن أن توفر الطاقة لمعالجات شبيهة بالدماغ، موفرة للطاقة، تعمل بمئات الجيجاهرتز.
هذه الدوامات المغناطيسية، القادرة على التحرك بسرعات مذهلة تصل إلى كيلومترات في الثانية، يتم الترويج لها على أنها حاملات معلومات محتملة للجيل القادم من منصات الحوسبة الخضراء وفائقة السرعة.
100-1000 مرة أسرع
وتغلبت الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Materials، على التحدي المتمثل في إنتاج هذه الدوامات في مواد لم تكن متوافقة في السابق مع السيليكون، وهو ما يمثل عقبة رئيسية في تطبيقها العملي.
وأشرف على البحث الدكتور هاريوم جاني من جامعة أكسفورد، بالتعاون مع جامعة سنغافورة الوطنية ومؤسسة Light Source السويسرية. ويعتقد الدكتور جاني أن الحوسبة القائمة على السيليكون، مع عدم كفاءتها العالية في استخدام الطاقة، ليست مناسبة للجيل القادم من تطبيقات الحوسبة مثل الذكاء الاصطناعي واسع النطاق والأجهزة المستقلة.
ويكمن الحل، كما يقترح، في تسخير الدوامات المغناطيسية في فئة خاصة من المواد تسمى المغناطيسات المضادة، والتي تعمل بشكل أسرع بما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة من الأجهزة الحديثة.
“اليوم، تستخدم ترانزستورات السيليكون الشحنات لإجراء العمليات الحسابية، والتي يمكن أن تتبدد بمجرد انقطاع التيار الكهربائي. وبالتالي، فإنهم يميلون إلى أن يكونوا متعطشين للغاية للسلطة وغير فعالين. علاوة على ذلك، فإن أجهزة الكمبيوتر التقليدية تبقي عملية تخزين البيانات منفصلة عن معالجة البيانات. ويستغرق نقل المعلومات فيما بينها الكثير من الوقت والطاقة، مما يؤدي إلى اختناق في الأداء.
“من ناحية أخرى، فإن الدوامات الشبيهة بالإعصار في المواد المضادة للمغناطيسية هي هياكل دوران نانوية “محمية” ومستقرة جوهريًا بفضل لفها الفريد. يمكن أن تظل مستقرة حتى في غياب النبضات الكهربائية. علاوة على ذلك، فإنها تستضيف أيضًا ديناميكيات غنية وفائقة السرعة يمكن تسخيرها لإجراء معالجة غير تقليدية للمعلومات، حيث يمكن دمج وظائف الذاكرة والمنطق معًا. وفي المستقبل، يمكن استخدام مثل هذه المنصات لأداء حوسبة تشبه الدماغ لصنع أجهزة ذكاء اصطناعي فعالة وسريعة.
حقق الفريق إنجازه من خلال تصنيع أغشية بلورية رقيقة جدًا من الهيماتيت، على قالب بلوري مطلي بـ “طبقة قربانية” خاصة. تذوب الطبقة في الماء، ويفصل الهيماتيت عن القاعدة البلورية، والتي يتم بعد ذلك نقلها إلى السيليكون وعدة منصات أخرى.
كما طور الباحثون تقنية تصوير جديدة باستخدام الأشعة السينية المستقطبة خطيًا لتصور الأنماط المغناطيسية النانوية داخل هذه الأغشية. وكشفت هذه التقنية أن الطبقات القائمة بذاتها يمكن أن تستضيف عائلة قوية من الدوامات المغناطيسية، مما يفتح الباب أمام معالجة المعلومات بسرعة فائقة.
ويعمل الفريق الآن على تطوير أجهزة نموذجية لاستغلال ديناميكيات هذه الدوامات فائقة السرعة. واختتم الدكتور جاني قائلاً: “في نهاية المطاف، يمكن دمج هذه الأجهزة في أنواع جديدة من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بشكل أشبه بالعقل البشري – ونحن متحمسون جدًا لما سيأتي بعد ذلك.”
المزيد من TechRadar Pro
اكتشاف المزيد من موقع علم
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
