突破模擬障礙：斯格明子旋入即時現實

斯格明子（Skyrmions）有望徹底改變計算領域，但即時模擬它們一直是個難題，直到現在才有了新突破。研究人員已經設計出一種方法，縮小了模擬與現實世界動態之間的差距，為高效能計算的快速創新鋪平了道路。

斯格明子是微小的磁性漩渦，大小從奈米到微米不等，它們的行為類似粒子，並且可以輕易地透過電流進行控制。這些獨特的特性使它們成為下一代資料儲存和計算的潛力候選者。然而，模擬它們複雜的內部結構需要大量的計算資源，這讓裝置最佳化變得十分困難。

一個潛在的解決方案是將斯格明子建模為粒子，就像生物物理學中模擬分子一樣。但到目前為止，一直沒有可靠的方法能讓模擬時間與實驗的即時時間相匹配。

為了應對這一挑戰，美因茨約翰內斯·古騰堡大學（JGU）彼得·維爾瑙（Peter Virnau）教授的理論物理小組和馬蒂亞斯·克勞伊（Mathias Kläui）教授的實驗物理小組聯手合作。他們確定時間轉換的方法將實驗測量技術與統計物理學的分析方法相結合。

開發該方法的理論物理學家馬爾滕·A·佈雷斯（Maarten A. Brems）解釋說：「我們現在不僅可以定量預測斯格明子的動態，而且模擬速度也與實驗相近。」

馬蒂亞斯·克勞伊教授強調，新模擬的預測能力將顯著加速基於斯格明子的應用開發，特別是在新型節能計算架構方面。這也是美因茨約翰內斯·古騰堡大學「TopDyn – 動力學與拓撲學」頂尖研究領域的重點之一。

相關研究成果已發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上，並被選為編輯推薦文章。參考文獻：由馬爾滕·A·佈雷斯、託拜厄斯·斯帕曼、西蒙·M·弗勒利希、萊奧妮 - C·達尼、揚·羅特奧爾、法比安·卡默鮑爾、伊莉莎白·M·耶夫雷莫瓦斯、奧德·法拉戈、馬蒂亞斯·克勞伊和彼得·維爾瑙撰寫的《在任意勢場中實現斯格明子動力學的定量準粒子建模》，2025年1月28日，《物理評論快報》。DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.046701