Kibertəhlükəsizlik ehtiyacları, oyunlar, elmi modelləşdirmə və s. üçün həqiqətən təsadüfi nömrələr tələb olunur. Görünür, problem nədir - təsadüfi nömrə əldə etmək? Kompüterlər bu işin öhdəsindən asanlıqla gələ bilər. Bununla belə, reallıqda onların yaratdığı təsadüfi ədədlərin çoxu həqiqətən təsadüfi deyil.
Kompüterlər toxumun ilkin mövqeyinə əsasən təsadüfi ədədlər yaratmaq üçün alqoritmdən istifadə edirlər. Nəsil prosesinin deterministik olması səbəbindən rəqəmlər təsadüfi görünür, lakin tam deyil. Əksər hallarda bu kritik deyil, psevdo-təsadüfi nömrələr kifayətdir. Lakin, məsələn, məlumatların qorunmasına gəldikdə, bu, problemə çevrilə bilər. Alqoritm və ya onun çıxışı haqqında kifayət qədər məlumat verildikdə, onun istehsal etdiyi ədədlərdə nümunələr tapmaq olar. Və ümumiyyətlə, insanlara real təsadüfi nömrələr lazımdır.
Brown Universitetində bir qrup fizik potensial olaraq saniyədə milyonlarla təsadüfi ədəd yarada biləcək bir üsul inkişaf etdirdi. O, bəzi iki ölçülü materiallarda baş verən skyrmionların, kiçik maqnit anomaliyalarının davranışından istifadə edir.
Nature Communications jurnalında dərc edilən tədqiqat tək skirmiyonların əvvəllər öyrənilməmiş dinamikasını ortaya qoyur. Təxminən yarım əsr əvvəl kəşf edilən skyrmionlar böyük maraq doğurdu, çünki onların tədqiqi hissəciklərin maqnit xüsusiyyətlərindən (spintronika) faydalanan hesablama cihazlarının növbəti nəslinə yol aça bilərdi.
Hesablamaları yerinə yetirmək üçün skyrmion hərəkətindən istifadə edərək bir çox araşdırma aparıldı, lakin bu, material vasitəsilə skyrmionların qlobal hərəkətinə əlavə olaraq, fərdi skyrmionların yerli davranışının da faydalı ola biləcəyini göstərdi.
Skyrmions ultranazik materiallarda elektronların "açılması" səbəbindən yaranır. Spin hər bir elektronun yuxarı, aşağı və ya ortada olan kiçik maqnit momenti kimi düşünülə bilər. Ən aşağı enerji vəziyyətlərində olan bəzi ikiölçülü materiallar perpendikulyar maqnit anizotropiya adlanan xüsusiyyətə malikdir, yəni bütün elektron spinləri filmə perpendikulyardır. Bu materiallar elektrik və ya maqnit sahəsi ilə həyəcanlandıqda, sistemin enerjisi artdıqca elektron spinlərinin bir hissəsi fırlanır. Bu baş verdikdə, ətrafdakı elektronların spinləri müəyyən dərəcədə pozulur və ters çevrilmiş elektronu, skyrmionu əhatə edən bir maqnit burulğanı əmələ gətirir.
Tipik olaraq təxminən 1 mikrometr və ya daha az diametri olan Skyrmions, materialı yan-yana süpürən bir növ hissəcik kimi davranır. Və onlar formalaşdıqdan sonra onlardan qurtulmaq çox çətindir. Onlar çox etibarlı olduqları üçün tədqiqatçılar hesablamalar aparmaq və məlumatları saxlamaq üçün onların hərəkətindən istifadə etməkdə maraqlıdırlar.
Tədqiqat üçün materialın atom şəbəkəsində incə qüsurlar yaradan bir texnikadan istifadə edərək nazik maqnit filmləri hazırlanmışdır. Materialda skirmionlar əmələ gəldikdə, tədqiqatçıların pinning mərkəzləri adlandırdıqları bu qüsurlar, skyrmionların hər zamanki kimi hərəkət etməsinə imkan verməkdənsə, onları möhkəm yerində saxlayır.
Bir skyrmion yerində tutulduqda, ölçüsü təsadüfi olaraq dəyişir. Skyrmionun bir hissəsi bir lövbər mərkəzinə möhkəm basılırsa, skyrmionun qalan hissəsi böyük və kiçik diametrlər arasında irəli və geri tullanır. Təsadüfi olaraq baş verən bu dalğalanma ölçülə bilər və təsadüfi ədədlər yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.
Skyrmionun ölçüsünün dəyişməsi materialda yayılan bir gərginlik olan sözdə anomal Hall effektinin köməyi ilə baş verir. Bu gərginlik elektron spinlərinin perpendikulyar komponentinə həssasdır. Skyrmionun ölçüsü dəyişdikdə, gərginlik ölçülməsi asan olan dərəcədə dəyişir.
Tədqiqatçılar hesabladılar ki, cihazlarında qüsurlar arasındakı məsafəni optimallaşdırmaqla saniyədə 10 milyona qədər təsadüfi rəqəm istehsal edə bilərlər.
bbabo.Net