一种 50 自旋声表面波伊辛机
介观与纳米尺度物理
2023-11-14 v1
摘要
时分复用自旋波伊辛机（SWIMs）已揭示出通往小型化、低成本、低功耗组合优化问题求解器的路径。虽然支持的自旋数量受限于自旋波色散的非线性，但其他集体激发，如声表面波（SAWs），提供了线性色散。在此，我们展示了一种全连接、完全 FPGA 可重编程的 50 自旋声表面波伊辛机（SAWIM），使用 50 毫米长的铌酸锂 SAW 延迟线、现成微波组件和低成本 FPGA。该 SAWIM 可在不到 340 s 的时间内求解任意耦合矩阵的任意 50 自旋 MAX-CUT 问题，仅消耗 0.62 mJ，对应于每秒近 3000 个解以及 1610 解/W/s 的品质因数。我们将 SAWIM 的计算结果与 100 自旋光学相干伊辛机的结果进行比较，发现其解的概率更高。此外，我们证明了自旋之间存在一个最优总耦合强度，使得精确解的概率达到 100%。SAWIM 展示了固态基于波的微波域时分复用伊辛机作为商业可行的高性能组合优化问题求解器通用平台的普遍优势。
引用
@article{arxiv.2311.06830,
title = {A 50-spin surface acoustic wave Ising machine},
author = {Artem Litvinenko and Roman Khymyn and Roman Ovcharov and Johan Åkerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06830},
year = {2023}
}