Международная группа учёных создала шестиугольные магнитные дефекты в структуре искусственного спинового льда.
Открытый механизм настройки поведения спинового льда повысит эффективность магнитной памяти и спин-логики.
Технологии искусственного интеллекта функционируют на традиционном компьютере, требующем значительного количества электроэнергии. Научное сообществу необходимо разрабатывать новые аппаратные решения с высоким КПД для удовлетворения растущего спроса на ИИ.
Учёные интенсивно исследуют вычислительные структуры, созданные по образцу природных механизмов, для уменьшения энергопотребления технологий искусственного интеллекта. К таким структурам относятся нейроморфные вычисления и нейронные сети. имитирующие работу человеческого мозга.
Одним из вариантов реализации подобных сетей является решетка из искусственного спинового льда. artificial spin ice, ASIЭто класс магнитных метаматериалов, состоящих из массивов ферромагнитных наноэлементов, созданных литографией. Анизотропия формы наноэлементов означает, что могут находиться только в двух возможных бинарных состояниях, как и спины Изинга.
Международная команда учёных разных специальностей продемонстрировала механизм изменения поведения системы искусственного спинового льда после добавления шестиугольных магнитных дефектов, созданных специально. Изменение структуры привело к стохастическим топологическим возбуждениям в системе и возможности управления динамикой нейронных сетей, основанных на спиновом льде.
Исследование выявило характеристики коллективного и управляемого случайного поведения в ИИ-сетях, созданных на базе магнитной структуры спинового льда. Научная публикация посвящена этим результатам. прокладываетДальнейшие исследования необходимы для перестраиваемых спиновых направляющих и аппаратных решений энергоэффективных вычислительных систем.
Данная работа стала значительным шагом вперед: появилась возможность управлять топологическими состояниями, связанными с дефектами в системе спинового льда, и продемонстрировать стохастическое, но статистически предсказуемое поведение внутри этой структуры. Достижения приближают к реализации энергоэффективных нейроморфных вычислений.
Это результат плодотворного международного сотрудничества с крупными исследовательскими центрами Великобритании, Германии и Франции, отметила Ольга Казакова, сотрудница. NPL (Великобритания).
Ученые считают, что открытие нового рычага воздействия окажется успешным. применятьсяВ магнитных запоминающих устройствах и спиновых логических схемах.
Результаты исследования представлены в журнале Communications Materials.