De overleden natuurkundige R.P. Feynman introduceerde een probabilistische computer die met waarschijnlijkheden kon werken
Magnetische tunnelovergangen (MTJ) zijneen sleutelcomponent van niet-vluchtig geheugen, of MRAM, een massaopslagtechnologie die magnetisatie gebruikt om informatie op te slaan. Daar vormen thermische fluctuaties meestal een bedreiging voor de stabiele opslag van informatie.
P-bits daarentegen werken hiermeethermische fluctuaties in thermisch instabiele (stochastische) magnetische tunnelovergangen. Eerder gezamenlijk onderzoek tussen Tohoku University en Purdue University heeft een op spintronica gebaseerde probabilistische computer bij kamertemperatuur aangetoond, bestaande uit stochastische magnetische tunneljuncties met milliseconde relaxatietijden.
Om probabilistische computers te makeneen levensvatbare technologie is het noodzakelijk om stochastische magnetische tunnelovergangen te ontwikkelen met veel kortere relaxatietijden die de tijdschaal van p-bit-fluctuaties verkorten. Dit zal de snelheid en nauwkeurigheid van de berekeningen effectief verbeteren.
Onderzoekers hebben een apparaat op nanoschaal gemaaktmagnetische tunnelovergangen met een vlakke magnetische as. De magnetisatierichting wordt gemiddeld elke 8 nanoseconden bijgewerkt - 100 keer sneller dan het vorige wereldrecord.
De groep legde het mechanisme hierachter buitengewoon uiteen korte relaxatietijd met behulp van entropie, een fysische grootheid die wordt gebruikt om de stochasticiteit weer te geven van systemen die voorheen niet in aanmerking werden genomen voor de dynamica van magnetisatie. Door een universele vergelijking af te leiden die de entropie in de dynamica van magnetisatie regelt, ontdekten ze dat de entropie snel toeneemt in magnetische tunnelovergangen met een gemakkelijke as in het vlak met grote waarden van loodrechte magnetische anisotropie. De groep gebruikte bewust een vlakke magnetische gemakkelijke as om kortere relaxatietijden te bereiken.
Designed by MTJ is compatibel met huidige processenverwerking van halfgeleiders en toont significante vooruitzichten voor de toekomstige implementatie van krachtige probabilistische computers. Deze theoretische basis voor de dynamica van magnetisatie, inclusief entropie, is ook van breed wetenschappelijk belang en toont uiteindelijk het potentieel van spintronica aan bij het oplossen van controversiële kwesties in de statistische fysica.
Lees ook:
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Hoor NASA's Perseverance-rover die over Mars beweegt.
Люди могут выдерживать очень низкие температуры даже без источников тепла.