Forskere har skapt verdens raskeste sannsynlige datamaskin

Den avdøde fysikeren R.P. Feynman introduserte en probabilistisk datamaskin som er i stand til å jobbe med sannsynligheter i

skala for å muliggjøre effektiv databehandling. Ved å bruke spintronics har den nyeste teknologien tatt det første skrittet mot å realisere Feynmans visjon.

Magnetiske tunnelkryss (MTJ) eren nøkkelkomponent i ikke-flyktig minne eller MRAM, en masselagringsteknologi som bruker magnetisering til å lagre informasjon. Der utgjør termiske svingninger vanligvis en trussel mot stabil lagring av informasjon.

P-biter, derimot, jobber med dissetermiske svingninger i termisk ustabile (stokastiske) magnetiske tunnelkryss. Tidligere samarbeidsundersøkelser mellom Tohoku University og Purdue University har vist en spintronikkbasert sannsynlig datamaskin ved romtemperatur, bestående av stokastiske magnetiske tunnelkryss med millisekunders avslapningstider.

Å lage sannsynlige datamaskineren levedyktig teknologi, er det nødvendig å utvikle stokastiske magnetiske tunnelkryss med mye kortere avslapningstider som reduserer tidsskalaen for p-bit svingninger. Dette vil effektivt forbedre beregningens hastighet og nøyaktighet.

Forskere har laget en nanoskalaenhetmagnetiske tunnelkryss med en flat magnetisk akse. Magnetiseringsretningen oppdateres i snitt hvert 8. nanosekund - 100 ganger raskere enn den forrige verdensrekorden.

Gruppen forklarte mekanismen bak dette ekstremten kort avslapningstid ved bruk av entropi, en fysisk størrelse som brukes til å representere stokastisiteten til systemer som ikke tidligere ble vurdert for dynamikken i magnetisering. Ved å utlede en universell ligning som styrer entropien i magnetiseringsdynamikken, fant de at entropien øker raskt i magnetiske tunnelkryss med en in-plan enkel akse med store verdier av vinkelrett magnetisk anisotropi. Gruppen brukte bevisst en flat magnetisk enkel akse for å oppnå kortere avslapningstider.

Designet av MTJ er kompatibel med nåværende prosesserbearbeiding av halvledere og viser betydelige muligheter for fremtidig implementering av høyytelses sannsynlige datamaskiner. Dette teoretiske grunnlaget for magnetiseringsdynamikken, inkludert entropi, har også bred vitenskapelig betydning, og viser til slutt potensialet til spintronikk i å løse kontroversielle spørsmål i statistisk fysikk.

Les også:

Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?

Hør NASAs utholdenhetsrover bevege seg over Mars.

Mennesker tåler veldig lave temperaturer selv uten varmekilder.