Распознавание образов направлено на поиск закономерностей и закономерностей в данных. Уникальность продемонстрированной работы заключается в том, что входные паттерны закодированы в фазы входных спиновых волн.
Спиновые волны — это коллективные колебания спинов в магнитных материалах. Устройства спиновой волны имеют преимущество перед своими оптическими аналогами, поскольку они более масштабируемы из-за более короткой длины волны.
Кроме того, спин-волновые устройства совместимы с обычными электронными устройствами и могут быть интегрированы в чип.
Исследователи построили прототип восьмиполюсного устройства, состоящего из магнитной матрицы с микроантеннами для возбуждения и обнаружения спиновых волн. Экспериментальные данные, собранные для нескольких магнонных матриц, показывают, что уникальные выходные сигнатуры соответствуют определенным фазовым диаграммам. Микроантенны позволяют исследователям генерировать и распознавать любой входной фазовый узор, что является большим преимуществом по сравнению с существующими методами.
Затем спиновые волны распространяются через магнитную матрицу и интерферируют. Некоторые из шаблонов входной фазы создают высокое выходное напряжение, а другие комбинации приводят к низкому выходному напряжению, где «высокий» и «низкий» определены относительно опорного напряжения (i.е. выход высокий, если выходное напряжение выше 1 милливольта, и низкий, если напряжение меньше 1 милливольта.
Для распознавания требуется около 100 наносекунд, то есть время, необходимое для распространения спиновых волн и создания интерференционной картины.
Наиболее привлекательным свойством этого подхода является то, что все входные порты работают параллельно.
Столько же времени требуется для распознавания образов (чисел) от 0 до 999 и от 0 до 10 000 000. Потенциально магнонные голографические устройства могут быть существенно более эффективными, чем обычные цифровые схемы.
Работа основана на результатах, опубликованных в прошлом году исследователями, которые показали, что 2-битное магнонное голографическое запоминающее устройство может распознавать состояния внутренней магнитной памяти посредством суперпозиции спиновых волн.
Эта работа была признана журналом Physics World в числе 10 лучших достижений в области физики.
«Мы были взволнованы этим признанием, но последние исследования выводят это на новый уровень», — сказал Алекс Хитун, профессор-исследователь из Калифорнийского университета в Риверсайде, ведущий исследователь проекта. «Теперь устройство работает не только как память, но и как логический элемент.»
Последние результаты были опубликованы в статье «Распознавание образов с помощью устройства магнонной голографической памяти» в журнале Applied Physics Letters.
Помимо Хитун, авторами являются Фредерик Герц, аспирант, который работает с Хитун в UC Riverside, и А. Кожевников Ю. Филимонов и Г. Дудко, все от РАН.
Голография — это метод, основанный на волновой природе света, который позволяет использовать интерференцию волн между объектным лучом и когерентным фоном. Обычно это связано с изображениями, сделанными со света, например, на водительских правах или бумажных деньгах. Однако это лишь узкая область голографии.
Голография также была признана будущей технологией хранения данных с беспрецедентной емкостью хранения данных и возможностью записи и чтения большого количества данных в высокопараллельной манере.
Основная проблема, связанная с магнонной голографической памятью, — это масштабирование рабочей длины волны, что требует разработки элементов субмикрометрового масштаба для генерации и обнаружения спиновых волн.
Меня тут работа на складе в Москве на https://rabota-sklad.moscow/ заинтересовала, мне кажется такая информация порадует и заинтересует очень многих. По этому, если вам это интересно, то стоит обязательно посмотреть.