Tisíckrát rychlejší. Objev českých fyziků promění ukládání dat

Vědcům z Fyzikálního ústavu Akademie věd (AV ČR) se podařilo najít způsob, jak mnohem rychleji zapisovat a ukládat informace. Podstatou jejich objevu jsou antiferomagnety, tedy látky se zvláštním chováním při průchodu elektrického proudu. Vědcům se podařilo prokázat, že zápis dat je u nich až tisíckrát rychlejší než u běžných paměťových médií, a vytvořili čip, který se dá propojit s konvenční elektronikou.

Vedoucí oddělení spintroniky a nanoelektroniky AV ČR Tomáš Jungwirth
Zdroj: ČTK/PR Autor: Maxmilian Denkr

Že by něco takového mohlo fungovat, tušili vědci už před dvěma lety. Od laboratorních experimentů nyní přešli dál. „Byli jsme schopni tento princip přenést z komplikovaných laboratorních přístrojů, které zaberou celou místnost, do čipu - do jednoduché krabičky, kterou připojíme k počítači a která je schopná fungovat s konvenční elektronikou,“ popsal vedoucí oddělení spintroniky a nanoelektroniky Tomáš Jungwirth.

Jeho tým prokázal, že součástky vyrobené na jimi objeveném základě mohou fungovat. „Není to ještě tak daleko, že by se tento čip dal prodávat, ale je to důkaz, že použití tohoto principu není science fiction,“ uvedl Jungwirth. Zároveň se potvrzuje, že nový zápis dat je mnohem rychlejší než způsob, jaký se užívá nyní, a to až tisíckrát.

„Vzbudili jsme tím velký ohlas ve vědecké komunitě. Není to už jen předpověď, ale vědecky prokázaný fakt,“ oznámil Jungwirth. Objev může mít významné užití v oblasti umělé inteligence a neuronových sítí.

Antiferomagnetická paměť

Běžný způsob zápisu dat staví na jevu zvaném magnetizace. Při něm v některých materiálech dochází ke změnám, zatímco jiné na elektromagnetické pole nereagují. Existuje ale i třetí skupina látek. Antiferomagnetické krystaly vypadají na první pohled jako nemagnetické látky, přesto je také lze ovládat elektromagnetickým polem.

„Materiál má v sobě dvě prolínající se magnetizace orientované opačným směrem a jejich účinek se tak navenek navzájem ruší,“ vysvětlila jejich zdánlivou nemagnetičnost zpráva AV ČR.

Na rozdíl od látek, které se k zápisu dat běžně používají, nestačí antiferomagnetům jedna elektromagnetická cívka, ale musí mít různé „cívky“ přímo u jednotlivých atomů. Jungwirthův tým vytvořil krystaly s takovou strukturou, že si při průchodu elektrického proudu takové „virtuální atomové cívky“ vytvoří samy od sebe.

„Nový způsob zápisu informací může v budoucnu zrychlit práci počítačů, protože pro záznam stačí extrémně krátké - pikosekundové - elektrické výboje, což je tisíckrát kratší doba než v dnes používaných feromagnetických součástkách,“ uvedli vědci.

Antiferomagnetická paměť má i další výhody. Nezničí ji ani velmi silné magnetické pole, a navíc nevyžaduje zápis dat v binární soustavě, tedy pouze systémem jedniček a nul, jak to umí feromagnety.

O významu objevu svědčí i to, že o něj mají zájem pořadatelé významných světových vědeckých konferencí. Ještě letos bude Jungwirth prezentovat výsledky v Singapuru, San Franciscu a Mainzu. Je koordinátorem mezinárodního projektu na výzkum antiferomagnetů, na kterém se podílejí výzkumníci z Německa, Velké Británie a Španělska.