物理学者の故 R.P.ファインマンは、確率を扱うことができる確率コンピュータを導入しました。
磁気トンネル接合（MTJ）は情報を格納するために磁化を使用する大容量記憶技術である不揮発性メモリ（MRAM）の重要なコンポーネント。そこでは、熱ゆらぎは通常、情報の安定した保存に脅威をもたらします。
一方、Pビットはこれらで機能します熱的に不安定な（確率的）磁気トンネル接合の熱ゆらぎ。東北大学とパデュー大学の間の以前の共同研究は、ミリ秒の緩和時間を持つ確率論的磁気トンネル接合からなる、室温でのスピントロニクスベースの確率論的コンピュータを実証しました。
確率論的コンピューターを作るために実行可能な技術であるため、pビット変動のタイムスケールを短縮するはるかに短い緩和時間で確率的磁気トンネル接合を開発する必要があります。これにより、計算の速度と精度が効果的に向上します。
研究者はナノスケールのデバイスを作成しました平坦な磁気軸を持つ磁気トンネル接合。磁化方向は平均8ナノ秒ごとに更新されます。これは以前の世界記録の100倍の速さです。
グループはこの背後にあるメカニズムを非常に説明しましたエントロピーを使用した短い緩和時間。これは、磁化のダイナミクスについてこれまで考慮されていなかったシステムの確率を表すために使用される物理量です。磁化のダイナミクスのエントロピーを支配する普遍的な方程式を導き出し、彼らは、垂直磁気異方性の値が大きい面内容易軸を持つ磁気トンネル接合でエントロピーが急速に増加することを発見しました。このグループは、より短い緩和時間を達成するために、意図的に平坦な磁気容易軸を使用しました。
MTJによって設計されたものは現在のプロセスと互換性があります半導体を処理し、高性能確率的コンピュータの将来の実装の重要な見通しを示しています。エントロピーを含む磁化のダイナミクスのこの理論的基礎もまた、幅広い科学的重要性を持っており、最終的には統計物理学で物議を醸している問題を解決するスピントロニクスの可能性を示しています。
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