I ricercatori dell’Università di Tokyo hanno sviluppato un dispositivo di commutazione magnetica che funziona a velocità fino a 1.000 volte più veloci rispetto agli acceleratori IA esistenti, consumando molta meno energia e generando un calore minimo. Questa innovazione mira ad affrontare il surriscaldamento e il consumo della batteria nei dispositivi elettronici, il che potrebbe migliorare l’efficienza di computer e smartphone.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science all’inizio di questa settimana e si basa su uno studio pubblicato su Nature nel gennaio 2025. Il nuovo dispositivo utilizza un metodo per capovolgere un stato magnetico binario a velocità di picosecondo, un notevole progresso rispetto alla commutazione su scala nanosecondo tipica dei processori basati sul silicio. Lo studio affronta la generazione di calore, che aumenta con la velocità del processore e si traduce in un consumo energetico eccessivo nei data center.
I ricercatori hanno costruito un dispositivo spintronico utilizzando un composto di manganese e stagno (Mn3Sn), noto per le sue proprietà antiferromagnetiche. Questo tipo di dispositivo sfrutta sia la carica che la rotazione degli elettroni, consentendo un’elaborazione, archiviazione e trasmissione dei dati più efficiente rispetto ai semiconduttori tradizionali.
Nella loro prova di concetto, il team ha dimostrato che l’invio di un impulso elettrico di 40 picosecondi attraverso l’antiferromagnete ne inverte lo stato magnetico con una minima generazione di calore resistivo. Questo processo consuma meno energia rispetto agli attuali acceleratori di intelligenza artificiale, aumentando le aspettative per lo sviluppo di hardware di intelligenza artificiale più efficiente.
Un picosecondo equivale a un trilionesimo di secondo, ovvero 1.000 volte più breve di un nanosecondo. Se questa tecnologia dovesse passare dalla ricerca all’uso commerciale, potrebbe essere vantaggiosa per i servizi quantistici basati su cloud, rendendo potenzialmente più accessibile il calcolo quantistico ottico. Il professor Tomo Nakatsuji ha affermato: “esiste (anche) la possibilità che i dati che richiedono un’ora per essere scaricati possano essere elaborati in un secondo”.
È importante notare che, sebbene aumentare la velocità di commutazione dello stato binario di 1.000 volte rappresenti un progresso significativo, non si traduce in un aumento di mille volte della velocità di elaborazione complessiva a causa della complessità dei sistemi informatici, che dipendono da più componenti hardware e software che lavorano insieme.
