Zesnulý fyzik R.P. Feynman představil pravděpodobnostní počítač schopný pracovat s pravděpodobnostmi v
Magnetické tunelové spoje (MTJ) jsouklíčová součást energeticky nezávislé paměti nebo MRAM, technologie velkokapacitního úložiště, která k ukládání informací využívá magnetizaci. Tepelné výkyvy tam obvykle představují hrozbu pro stabilní ukládání informací.
P-bity na druhé straně s nimi pracujíteplotní výkyvy v tepelně nestabilních (stochastických) magnetických tunelových spojích. Předchozí společný výzkum mezi univerzitou Tohoku a univerzitou Purdue prokázal pravděpodobnostní počítač založený na spintronice při pokojové teplotě, který se skládá ze stochastických uzlů magnetického tunelu s milisekundovými relaxačními časy.
Vyrobit pravděpodobnostní počítačeživotaschopná technologie, je nutné vyvinout stochastické magnetické tunelové spojení s mnohem kratšími relaxačními časy, které snižují časovou osu kolísání p-bitů. Tím se efektivně zlepší rychlost a přesnost výpočtů.
Vědci vytvořili zařízení v nanoměřítkumagnetické tunelové spojení s plochou magnetickou osou. Směr magnetizace se aktualizuje v průměru každých 8 nanosekund - stokrát rychleji než předchozí světový rekord.
Skupina extrémně vysvětlila mechanismus, který za tím stojíkrátká relaxační doba pomocí entropie, fyzikální veličiny používané k reprezentaci stochasticity systémů, které dříve nebyly uvažovány pro dynamiku magnetizace. Odvozením univerzální rovnice, která řídí entropii v dynamice magnetizace, zjistili, že entropie se rychle zvyšuje v magnetických tunelových spojích s rovinnou snadnou osou s velkými hodnotami kolmé magnetické anizotropie. Skupina záměrně použila plochou magnetickou snadnou osu, aby dosáhla kratších relaxačních časů.
Designed by MTJ je kompatibilní s aktuálními procesyzpracování polovodičů a ukazuje významné vyhlídky na budoucí implementaci vysoce výkonných pravděpodobnostních počítačů. Tento teoretický základ pro dynamiku magnetizace, včetně entropie, má také velký vědecký význam a nakonec ukazuje potenciál spintroniky při řešení kontroverzních problémů statistické fyziky.
Přečtěte si také:
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Poslechněte si rover NASA Perseverance pohybující se po Marsu.
Lidé vydrží velmi nízké teploty i bez zdrojů tepla.