新发现后超快激光驱动的“磁性RAM”即将问世

研究人员发现光和磁之间的基本物理相互作用可能会导致下一代计算存储器的出现。

科学家发现了一种新机制，集中激光束可以改变固体材料的磁性状态。研究人员表示，这一发现有一天可能会被应用于超快计算内存中。

科学家们制定了一个新方程，描述光磁场的振幅、频率和磁性材料的能量吸收特性之间的联系。科学家们于 1 月 3 日在《物理评论研究》杂志上的一项研究中发表了他们的发现。

研究合著者、耶路撒冷希伯来大学物理学教授阿米尔·卡普阿 (Amir Capua) 告诉《Live Science》，这个方程“是全新的，而且非常基本”。

他说，尽管这一发现建立在“磁光”领域，但这代表了一种新的范式，因为科学家之前并不了解快速振荡光波的磁性成分可以控制磁铁。该方程描述了这种相互作用的特征。

计算机内存使用微型电磁体，通过电压磁化，使“开”或“关”的二进制状态能够对数据进行编码，这些数据被处理器读取并重新解释为 1 或 0。 

最常见的计算内存（如笔记本电脑或手机中的内存）采用动态随机存取内存 (DRAM) 的形式。这是不稳定的，这意味着当电源关闭时，所保存的所有数据都会丢失，但它更容易设计，使用通用材料并且错误率较低 - 而且这些少数错误很容易检测和修复。

据MRAM-info。

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当磁性材料和辐射处于平衡状态时，它们之间的相互作用已经很好地建立，但当它们不处于平衡状态时，人们对这种关系知之甚少。这也是一个与量子力学的奇怪定律重叠的领域，这些定律被用来构建量子计算机。

“我们已经得出了一个描述这种相互作用的非常基本的方程。它让我们完全重新考虑光磁记录，并引导我们走向一种甚至还不存在的密集、节能、经济高效的光磁存储设备。”卡普阿说道。

卡普阿说，以前使用光束的磁性成分以这种方式翻转磁性位的努力并不有效。但他说，新方程可以帮助研究人员成功整合该机制。

他补充说，在遥远的未来，这项技术可能会导致 MRAM 组件比当今最先进的 RAM 单元更快、更高效。

该技术中的光学周期时间（光学电磁波完成振荡的时间，以兆赫为单位）可能比传统存储器快一百万倍。电循环时间以纳米级时间尺度运行（一秒为 10 亿纳秒），而典型的光束以皮秒为单位（一秒为 1 万亿秒）。 

有一天，它也可能会带来用于量子计算机的量子存储器，其中一束光可以将磁位固定在 0 或 1 的状态，而是两种状态的叠加——就像量子位在量子计算机中的工作方式。尽管这超出了当今精密工程的范围，但卡普阿表示，他的团队的发现可能会导致发现有一天可以用于此类技术的材料。

它还可以让设备更好地控制光束的强度和持续时间及其效果，从而使数字化存储系统更加节能。 “可以选择光束的持续时间及其能量来降低写入功率。显然，当设备空闲时，它不会消耗任何能量，因为磁存储器是非易失性的，”他说。