基于布朗令牌计算利用 skyrmion 的电路与激励设计
介观与纳米尺度物理
2021-09-30 v2
摘要
布朗计算利用离散信号载体（令牌）的热运动进行计算。本文解决了阻碍基于布朗令牌计算的电路竞争性实现及在实际器件（例如基于磁性 skyrmion）中应用的两个主要挑战。为克服布线交叉给电路制造带来的问题，我们设计了一种无交叉的复合半加器模块布局。该布局有效避免了导线交叉，极大简化了实验实现。此外，与传统设计相比，我们的设计更短，可加速计算。为解决基于热激励计算缓慢的关键问题，我们提出叠加由外部激励机制诱导的人工扩散。例如，若以磁性 skyrmion 作为令牌，通过自旋轨道矩或其他机制人工诱导的扩散可将计算速度提高数个数量级。结合传统布朗计算，后者可极大拓展基于令牌计算的应用场景，例如用于从环境收集有限能量的低功耗自主传感器等器件。
引用
@article{arxiv.2107.02097,
title = {Circuits and excitations to enable Brownian token-based computing with skyrmions},
author = {Maarten A. Brems and Mathias Kläui and Peter Virnau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02097},
year = {2021}
}
备注
This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Appl. Phys. Lett. 119, 132405 (2021) and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0063584