基于双层自由层自旋矩振荡器的物理储备计算的计算能力

本文报道了利用具有两个自由层的自旋矩振荡器进行物理储备计算的计算能力的数值分析。传统自旋电子器件通常由两个铁磁体组成，其中一层（称为自由层）的磁化方向可变动，而另一层（参考层）的磁化方向固定。然而，近来已开发出以另一自由层替代参考层的双层自由层器件，用于多种实际应用。增加另一自由层通过自旋转移效应与偶极磁场的耦合显著改变器件的动力学响应。对 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程的数值模拟以及对 Lyapunov 指数与同步指数的统计分析，揭示了双层自由层振荡器中出现了调幅振荡与混沌。由于计算资源即物理系统的动力学，此类复杂动力学定性地改变了物理储备计算的计算能力。对短期记忆容量的评估表明，双层自由层振荡器比传统振荡器具有更大容量。我们还发现了在回声状态特性边缘（即零与有限同步指数之间的边界）附近容量的增强。