O falecido físico R.P. Feynman introduziu um computador probabilístico capaz de trabalhar com probabilidades em
Junções de túnel magnético (MTJ) sãoum componente-chave da memória não volátil ou MRAM, uma tecnologia de armazenamento em massa que usa magnetização para armazenar informações. Lá, as flutuações térmicas geralmente representam uma ameaça ao armazenamento estável de informações.
P-bits, por outro lado, funcionam com estesflutuações térmicas em junções de túnel magnético termicamente instáveis (estocásticas). Pesquisas colaborativas anteriores entre a Tohoku University e a Purdue University demonstraram um computador probabilístico baseado em spintrônica em temperatura ambiente, consistindo em junções de túnel magnético estocástico com tempos de relaxamento de milissegundos.
Para fazer computadores probabilísticosuma tecnologia viável, é necessário desenvolver junções de túnel magnéticas estocásticas com tempos de relaxação muito mais curtos que reduzem a escala de tempo das flutuações do bit p. Isso melhorará efetivamente a velocidade e a precisão dos cálculos.
Os pesquisadores criaram um dispositivo em nanoescalajunções de túnel magnético com um eixo magnético plano. A direção da magnetização é atualizada a cada 8 nanossegundos em média - 100 vezes mais rápido do que o recorde mundial anterior.
O grupo explicou o mecanismo por trás disso extremamenteum curto tempo de relaxação usando entropia, uma quantidade física usada para representar a estocasticidade de sistemas que não foram considerados anteriormente para a dinâmica de magnetização. Derivando uma equação universal que rege a entropia na dinâmica da magnetização, eles descobriram que a entropia aumenta rapidamente nas junções do túnel magnético com um eixo fácil no plano com grandes valores de anisotropia magnética perpendicular. O grupo usou deliberadamente um eixo fácil magnético plano para obter tempos de relaxamento mais curtos.
Desenhado pela MTJ é compatível com os processos atuaisprocessamento de semicondutores e mostra perspectivas significativas para a implementação futura de computadores probabilísticos de alto desempenho. Essa base teórica para a dinâmica da magnetização, incluindo a entropia, também é de ampla importância científica, em última análise, mostrando o potencial da spintrônica na solução de questões polêmicas em física estatística.
Leia também:
Os físicos criaram um análogo de um buraco negro e confirmaram a teoria de Hawking. Para onde isso leva?
Ouça o rover Perseverance da NASA se movendo por Marte.
Os humanos podem suportar temperaturas muito baixas, mesmo sem fontes de calor.