Le regretté physicien R.P. Feynman a introduit un ordinateur probabiliste capable de travailler avec des probabilités dans
Les jonctions tunnel magnétiques (MTJ) sontun élément clé de la mémoire non volatile ou MRAM, une technologie de stockage de masse qui utilise la magnétisation pour stocker des informations. Là, les fluctuations thermiques constituent généralement une menace pour le stockage stable des informations.
Les bits P, en revanche, fonctionnent avec cesfluctuations thermiques dans les jonctions tunnel magnétiques thermiquement instables (stochastiques). Des recherches antérieures en collaboration entre l'Université du Tohoku et l'Université Purdue ont démontré un ordinateur probabiliste basé sur la spintronique à température ambiante, constitué de jonctions tunnel magnétiques stochastiques avec des temps de relaxation en millisecondes.
Faire des calculs probabilistesune technologie viable, il est nécessaire de développer des jonctions tunnel magnétiques stochastiques avec des temps de relaxation beaucoup plus courts qui réduisent l'échelle de temps des fluctuations de p-bit. Cela améliorera efficacement la vitesse et la précision des calculs.
Des chercheurs ont créé un appareil à l'échelle nanométriquejonctions tunnel magnétiques à axe magnétique plat. La direction de magnétisation est mise à jour toutes les 8 nanosecondes en moyenne - 100 fois plus vite que le précédent record du monde.
Le groupe a expliqué le mécanisme derrière ceun temps de relaxation court utilisant l'entropie, une quantité physique utilisée pour représenter la stochasticité des systèmes qui n'étaient pas considérés auparavant pour la dynamique de l'aimantation. Dérivant une équation universelle régissant l'entropie dans la dynamique de l'aimantation, ils ont constaté que l'entropie augmente rapidement dans les jonctions tunnel magnétiques avec un axe facile dans le plan avec de grandes valeurs d'anisotropie magnétique perpendiculaire. Le groupe a délibérément utilisé un axe magnétique plat facile pour obtenir des temps de relaxation plus courts.
Conçu par MTJ est compatible avec les procédés actuelsle traitement des semi-conducteurs et montre des perspectives importantes pour la mise en œuvre future de calculateurs probabilistes hautes performances. Cette base théorique de la dynamique de l'aimantation, y compris l'entropie, est également d'une grande importance scientifique, montrant finalement le potentiel de la spintronique pour résoudre des problèmes controversés en physique statistique.
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