Der verstorbene Physiker R.P. Feynman führte einen Wahrscheinlichkeitscomputer ein, der mit Wahrscheinlichkeiten arbeiten kann
Magnetische Tunnelübergänge (MTJs) sindEine Schlüsselkomponente des nichtflüchtigen Speichers oder MRAM, eine Massenspeichertechnologie, die Magnetisierung zum Speichern von Informationen verwendet. Dort stellen thermische Schwankungen in der Regel eine Bedrohung für die stabile Speicherung von Informationen dar.
P-Bits hingegen arbeiten mit diesenthermische Schwankungen in thermisch instabilen (stochastischen) magnetischen Tunnelübergängen. Frühere gemeinsame Forschungen zwischen der Tohoku University und der Purdue University haben einen auf Spintronik basierenden probabilistischen Computer bei Raumtemperatur gezeigt, der aus stochastischen magnetischen Tunnelübergängen mit Millisekunden-Relaxationszeiten besteht.
Probabilistische Computer herstellenAls praktikable Technologie ist es notwendig, stochastische magnetische Tunnelübergänge mit viel kürzeren Relaxationszeiten zu entwickeln, die die Zeitskala für p-Bit-Schwankungen verringern. Dies verbessert effektiv die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Berechnungen.
Forscher haben ein nanoskaliges Gerät entwickeltmagnetische Tunnelübergänge mit einer flachen magnetischen Achse. Die Magnetisierungsrichtung wird durchschnittlich alle 8 Nanosekunden aktualisiert - 100-mal schneller als der vorherige Weltrekord.
Die Gruppe erklärte den Mechanismus dahinter extremeine kurze Relaxationszeit unter Verwendung von Entropie, eine physikalische Größe, die verwendet wird, um die Stochastizität von Systemen darzustellen, die zuvor für die Dynamik der Magnetisierung nicht berücksichtigt wurden. Sie leiteten eine universelle Gleichung ab, die die Entropie in der Dynamik der Magnetisierung regelt, und fanden heraus, dass die Entropie in magnetischen Tunnelübergängen mit einer einfachen Achse in der Ebene mit großen Werten der senkrechten magnetischen Anisotropie schnell ansteigt. Die Gruppe verwendete bewusst eine flache magnetische leichte Achse, um kürzere Relaxationszeiten zu erreichen.
Entworfen von MTJ ist kompatibel mit aktuellen ProzessenVerarbeitung von Halbleitern und zeigt bedeutende Perspektiven für die zukünftige Implementierung von Hochleistungs-Probabilitätscomputern. Diese theoretische Grundlage für die Dynamik der Magnetisierung, einschließlich der Entropie, ist ebenfalls von großer wissenschaftlicher Bedeutung und zeigt letztendlich das Potenzial der Spintronik bei der Lösung kontroverser Fragen der statistischen Physik.
Lesen Sie auch:
Physiker haben ein Analogon eines Schwarzen Lochs erstellt und Hawkings Theorie bestätigt. Wohin führt es?
Hören Sie, wie sich der Perseverance-Rover der NASA über den Mars bewegt.
Menschen können auch ohne Wärmequellen sehr niedrigen Temperaturen standhalten.