Revoluce pro AI: Vědci z Japonska a USA vytvořili první křemíkový spintronický čip pro chytřejší počítače

Vědci z Japonska a Spojených států dosáhli významného pokroku v oblasti chytrých počítačů. Vyvinuli totiž první křemíkový spintronický pravděpodobnostní bit (p-bit) na světě.

Vědci z Japonska a Spojených států dosáhli významného pokroku v oblasti chytrých počítačů. Vyvinuli totiž první křemíkový spintronický pravděpodobnostní bit (p-bit) na světě. Toto zařízení, které je základní jednotkou pravděpodobnostních výpočtů, bylo navrženo společným výzkumným týmem z japonské Univerzity Tohoku a amerického Národního institutu pro standardy a technologie (NIST).

Na rozdíl od konvenčních počítačů, které zpracovávají data pomocí bitů existujících ve dvou stavech (0 nebo 1), využívají pravděpodobnostní počítače p-bity. Tyto elektronické prvky náhodně kolísají mezi 0 a 1 a využívají fyzickou náhodnost k prozkoumávání mnoha možných stavů. Díky tomu jsou ideální pro úlohy zahrnující umělou inteligenci, strojové učení a optimalizaci, kde je potřeba prohledávat obrovské množství možných řešení.

Spintronika, technologie, která zpracovává a ukládá informace manipulací s vnitřním kvantovým spinem elektronu, se ukázala jako jedna z nejslibnějších technologií pro budování p-počítačů. Spintronická zařízení využívají magnetické vlastnosti elektronů a jsou považována za obzvláště slibná, protože nanomagnetická zařízení mohou přirozeně generovat pravděpodobnostní chování prostřednictvím magnetických fluktuací.

Výzkumný tým, vedený Ju-Young Yoonem z Univerzity Tohoku, integroval spintronická zařízení přímo na křemíkový čip. K tomu zkombinovali techniky výroby polovodičů a spintroniky. Pro výrobu tranzistorů a spodních propojovacích vrstev použili 130nm CMOS proces, následně integrovali superparamagnetická nanodevice a horní elektrody. Vědci experimentálně ověřili, že čip úspěšně demonstruje dvě klíčové vlastnosti potřebné pro provoz p-bitu: stochastické fluktuace výstupního napětí a možnost řídit průměrný výstup pomocí aplikovaného vstupního napětí.

Tento úspěch otevírá cestu k rozsáhlým spintronickým p-počítačům pro aplikace v oblasti umělé inteligence a strojového učení. Dalším pokrokem v technologiích zařízení a obvodů a zvýšením počtu integrovaných p-bitů se očekává, že se spintronické p-počítače přiblíží k praktickému nasazení ve velkém měřítku.