Небіжчик фізик Р.П. Фейнман представив ймовірнісний комп'ютер, здатний працювати з ймовірностями
Магнітні тунельні переходи (MTJ) єключовим компонентом незалежній пам'яті або MRAM, технології масової пам'яті, яка використовує намагнічування для зберігання інформації. Там теплові коливання зазвичай становлять загрозу для стабільного зберігання інформації.
P-біти, з іншого боку, працюють з цимитепловими флуктуаціями в термічно нестабільних (стохастичних) магнітних тунельних переходах. Попередні спільні дослідження між Університетом Тохоку і Університетом Пердью продемонстрували імовірнісний комп'ютер на основі спінтроніки при кімнатній температурі, що складається з стохастичних магнітних тунельних переходів з мілісекундними часом релаксації.
Щоб зробити імовірнісні комп'ютерижиттєздатною технологією, необхідно розробити стохастичні магнітні тунельні переходи з набагато більш короткими часом релаксації, які зменшують масштаб часу флуктуації p-біта. Це ефективно підвищить швидкість і точність обчислень.
Дослідники створили нанорозмірних пристріймагнітних тунельних переходів з плоскою магнітної віссю. Напрямок намагнічування оновлюється в середньому кожні 8 наносекунд - це в 100 разів швидше, ніж попередній світовий рекорд.
Група пояснила механізм цього надзвичайнокороткого часу релаксації за допомогою ентропії - фізичної величини, використовуваної для подання стохастичности систем, які раніше не розглядалися для динаміки намагнічування. Вивівши універсальне рівняння, що управляє ентропією в динаміці намагнічування, вони виявили, що ентропія швидко збільшується в магнітних тунельних переходах з розташованої в площині легкої віссю з великими величинами перпендикулярної магнітної анізотропії. Група навмисно використовувала плоску магнітну легку вісь для досягнення більш коротких часів релаксації.
Розроблений MTJ сумісний з поточними процесамиобробки напівпровідників і показує суттєві перспективи для майбутньої реалізації високопродуктивних імовірнісних комп'ютерів. Ця теоретична основа динаміки намагніченості, включаючи ентропію, також має широке наукове значення, в кінцевому підсумку показуючи потенціал спінтроніки в рішенні спірних питань статистичної фізики.
Читати також:
Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?
Послухайте, як ровер НАСА Perseverance пересувається по Марсу.
Люди можуть витримувати дуже низькі температури навіть без джерел тепла.