东京大学的研究人员开发了一种磁性开关设备，其运行速度比现有人工智能加速器快 1000 倍，同时消耗的能源显着减少，产生的热量也极少。这项创新旨在解决电子设备的过热和电池耗尽问题，从而提高计算机和智能手机的效率。
该研究于本周早些时候发表在《科学》杂志上，并以 2025 年 1 月《自然》杂志上发表的一项研究为基础。新设备采用了一种翻转二元磁态的方法以皮秒的速度，比硅基处理器中典型的纳秒级开关有了相当大的进步。该研究解决了热量产生问题，热量产生随着处理器速度的增加而增加，并导致数据中心的功耗过高。
研究人员使用以其反铁磁特性而闻名的锰锡化合物（Mn3Sn）构建了自旋电子器件。与传统半导体相比，这种类型的设备利用电子的电荷和自旋，实现更高效的数据处理、存储和传输。
在概念验证中，该团队证明，通过反铁磁体发送 40 皮秒电脉冲可以翻转其磁性状态，同时产生的电阻热量最少。这一过程比当前的人工智能加速器消耗更少的能源，提高了人们对开发更高效的人工智能硬件的期望。
一皮秒相当于万亿分之一秒，比纳秒短 1,000 倍。如果这项技术从研究过渡到商业用途，它可能对基于云的量子服务有利，有可能使光量子计算变得更容易获得。 Tomo Nakatsuji教授表示，“也有可能将需要一小时下载的数据在一秒钟内处理完毕。”
值得注意的是，虽然将二进制状态切换速度提高 1,000 倍代表着显着的进步，但由于计算机系统的复杂性（依赖于多个硬件和软件组件协同工作），这并不意味着整体计算速度提高了千倍。
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