Команда фізиків розкрила властивості категорії магнітних хвиль, що мають відношення до розвитку нейроморфних обчислень-системи штучного інтелекту, яка прагне імітувати функцію людського мозку.
«У міру того, як ми продовжуємо створювати нові комп'ютерні парадигми, розуміння характеристик і перспектив їх будівельних блоків має важливе значення», - пояснює Ендрю Кент, фізик з Нью-Йоркського університету, який очолював дослідницьку групу. «Наші результати показують, як діє один з цих компонентів, що є наступним кроком у реалізації їх потенціалу».
У дослідження, яке з'являється в журналі Scientific Reports, також увійшли вчені з Університету Барселони та Інституту матеріалознавства Барселони. Його провідними авторами були Jinting Hang, аспірант фізики нью-йоркського університету, і Крістіан Хан, аспірант нью-йоркського університету, який в даний час працює в Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) в Німеччині.
Кент і його колеги раніше вивчали магнітні солітони, які пропонують можливість служити енергоефективним засобом для передачі даних у побутовій електроніці.
Солітони, або відокремлені хвилі, були знайдені в магнітах в 1970-х роках. Вони формуються через крихкий баланс магнітних сил - так само, як хвилі води можуть утворювати цунамі. Ці магнітні хвилі потенційно можуть бути використані для передачі даних в магнітних ланцюгах, і таким чином, бути набагато більш енергоефективними, ніж поточні методи, які включають в себе рухомий електричний заряд.
У дослідженні вчені розглянули конкретний тип солітона - магнітну краплю, яка є динамічною; магнітні хвилі, що становлять цей вид солітона, швидко коливаються.
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2018/physicistsfi.mp4
У своїй роботі дослідники виявили функціональність деяких з цих крапельних солітонів - зокрема, як далеко або довго солітони можуть поширюватися без розсіювання і як довго вони формуються.
«Ця категорія солітонів може бути важлива для розробки комп'ютерних систем, орієнтованих на мозок», - пояснює Кент. «Наприклад, вони функціонують як осцилятори з пам'яттю і, таким чином, імітують деякі характеристики нейронів».
Відео цього процесу можна подивитися тут. Він показує магнітну краплю, що обертається навколо електричного контакту з тонким магнітним шаром. По периметру контакту показано синє коло. Магнітні моменти в краплині дуже швидко коливаються в порівнянні з часом, який потрібен для того, щоб крапля завершила свою орбіту. Як краплі води, магнітна крапелька випаровується або зникає, коли більше не підтримується електричним струмом.