Введення в спінтронний p-bit
Спільна команда вчених з Tohoku University та National Institute of Standards and Technology представила перший у світі спінтронний p-bit, створений на кремнієвому чипі за допомогою звичайних процесів виробництва напівпровідників. Цей пристрій продемонстрував здатність до ймовірнісних обчислень, що відкриває шлях до створення великих спінтронних p-комп'ютерів для застосування у сфері штучного інтелекту та машинного навчання.
Технологічний процес та характеристики
Дослідження очолив науковець Юн Чжу Йон. Для виготовлення транзисторів і нижніх шарів з'єднань використано 130-нанометровий CMOS-процес компанії SkyWater Technology. Після завершення CMOS-процесу на чип інтегрували суперпарамагнітні нанопристрої та верхні електроди. Це дозволило досягти успіху в розробці p-bit, основного елемента ймовірнісних обчислень.
Під час випробувань чип продемонстрував дві ключові властивості p-bit:
- вихідна напруга випадково змінювалася з часом;
- середнім значенням вихідного сигналу можна керувати за допомогою вхідної напруги.
“Нанорозмірні магнітні пристрої здатні природно створювати ймовірнісну поведінку завдяки магнітним флуктуаціям”, зазначили дослідники.
Це досягнення стало першою експериментальною демонстрацією спінтронного p-bit, монолітно інтегрованого в кремнієвий чип із використанням стандартних процесів виробництва інтегральних схем.
Розробка спінтронного p-bit на кремнієвому чипі є важливим кроком у розвитку квантових обчислень та спінтроніки, оскільки відкриває нові можливості для обробки інформації на основі ймовірнісних моделей. Це також підкреслює потенціал використання традиційних технологій виробництва напівпровідників для створення нових обчислювальних пристроїв, що можуть значно підвищити ефективність алгоритмів штучного інтелекту та машинного навчання, а також вплинути на розвиток майбутніх технологій у цій сфері.