Makroskopische Veranschaulichung des Funktionsprinzips eines Reservoir-Computers: Klangfiguren-Muster werden im Sand auf einem dünnen Blech durch akustische Wellen erzeugt.
Bild: Okapia
Die heutige Computer-Hardware hat ein Kernproblem: Sie extrem ineffizient. Eine Lösung könnten unkonventionelle Rechnerarchitekturen bieten, die mit Elektronenspins statt mit Ladungen arbeiten.
Es ist kein geringer Beitrag, den die Digitalisierung zum Klimawandel leistet: Schon heute erreicht ihr globaler CO₂-Fußabdruck das Niveau des internationalen Flugverkehrs. Vor diesem Hintergrund könnte man fast ein „Heizungsgesetz“ für Computer fordern, denn heutige Mikroprozessoren sind Elektroheizungen mit Datenverarbeitung als Nebenprodukt. Da die winzigen Transistoren die Zwischenergebnisse ihrer Rechnungen nicht speichern können, muss der Prozessor permanent Daten zwischen dem zentralen Rechenwerk, der CPU, und dem Arbeitsspeicher RAM hin und her schieben. Das sorgt für regen elektrischen Verkehr der Bits durch die mikro- und nanometergroßen Strukturen und für horrende Reibungsverluste und dadurch erzeugte Wärme.
„Neunzig Prozent der Energie, die man in einen Computer hineinsteckt, wird in Hitze verbraten“, erklärt Helmut Schultheiß in seinem Büro im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Der Physiker forscht auf dem Gebiet der sogenannten Magnonik, das die fließenden Elektronen heutiger Bits durch einen radikal neuen Informationsträger ersetzen will: den Elektronenspin. Gelänge dies, so wäre das eine Wende hin zu einer grüneren Informationsverarbeitung.
