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圣彼得堡电工大学“LETI”研究人员参与对磁电子学未来十年成果和发展前景的基础科学综述—— 磁电子学是当今物理学的一个热门分支，可用于创造更多节能环保的产品更高效高效速度型计算装置。

磁力炮坦克电脑图

该评论发表在科学杂志IEEE Transactions on Magnetics 上。磁振子学研究自旋波及其量子“磁振子”的特性，它们存在于磁性材料中，可以用作信息载体，即作为众所周知的电子和光子的替代品。

最近，科学家们表明，在磁振子的帮助下，与构建最常见电子计算设备的半导体元件相比，可以高速处理信息，并且能量损失较低。

如今，人工智能设备的技术实现变得非常重要。来自不同国家的科学家进行的许多实验表明，利用磁振子的特性来创建未来的信息处理设备具有巨大的潜力，这有望使其更加紧凑、可靠和高效。

然而，为了创建基于人工智能原理的磁控计算机——计算装置，需要为其设计开发有效的方法、合适的组件库、数学模型和软件。

Alexei Ustino，圣彼得堡电工大学“LETI”物理电子与技术系教授，磁电子学和无线电光子学实验室主任

“Magnonika在过去十年中一直在积极发展，得益于世界各地科学家的努力，在这个方向上取得了许多重要成果。为了了解研究成果并制定近期需要解决的紧迫任务未来，这篇综述文章的作者团队包括来自不同国家的116名研究人员，其中包括我校的3名磁学和射电光子学专家。

回想一下，自旋波电子学的基础（磁学可以被认为是该研究方向发展的新阶段）是在20 世纪70 年代奠定的。苏联这个方向的创始人之一是来自圣彼得堡电子技术大学“LETI”的科学家。他们是奥列斯特·根里霍维奇·文迪克（Orest Genrikhovich Vendik，1932-2022）和鲍里斯·安东诺维奇·卡利尼科斯（Boris Antonovich Kalinikos，1945-2020）。后者因“自旋波电子学科学基础的发展”于1988年获得苏联国家奖。

LETI 科学家在新综述中提出的最重要成果之一是开发基于磁原理的坦克计算机（第VII.D 节：磁神经形态计算）。科学家计划创建一种微型计算设备，它是一种人工神经网络。然而，与传统的神经网络不同，这种计算机将使用由磁性材料制成的特殊磁物理“储存器”来处理信息。

磁控逻辑元件示意图

LETI 科学家的参与下创建了水库计算机的原型。它相对容易制作，因为它由一个物理储层组成。相比之下，人工神经网络的技术实现需要大量的人工神经元。目前正在研究数据输入、输出和处理，以及解决优化和模式识别问题的有效性。 LETI 研究人员呼吁进一步寻找具有最有效特性的磁性化合物，这是磁电子发展路线图上即将到来的任务。

作为此类材料的一种选择，科学家们建议使用人造多铁材料，这是一类电特性取决于磁场的物质，反之亦然。磁参数取决于电场。这些特性使得控制磁振子变得更容易。 ETU“LETI”科学家还提出了信息处理设备的解决方案，包括基于多铁性的设备。

电磁晶体示意图

“我们的基础研究成果可能不仅会引起科学家的兴趣，也会引起对引入创新的可能性感兴趣的高科技行业代表的兴趣。实验室工作的一个重要部分是与公司和企业代表建立联系，”阿列克谢·乌斯蒂诺夫说。

磁学领域的研究是在磁学和无线电光子学实验室进行的。 Kalinikos 学士学位课程于2021 年在圣彼得堡电子技术大学“LETI”设立，作为俄罗斯联邦政府巨额资助的一部分。其主要任务是检测和研究物理效应，然后可以作为油藏计算机操作的基础。

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