用于神经形态计算的磁斯格明子人工突触

自十年前磁斯格明子实验发现以来，受其在未来低功耗电子学中适宜且迷人的物理与拓扑性质启发，人们已做出重大努力将这些虚拟粒子引入全电学全功能器件。在此，我们实验演示了这样一种器件：为神经形态计算设计的电操作斯格明子基人工突触器件。我们展示，在铁磁多层膜中受控的电流诱导斯格明子产生、运动、探测与删除，可在室温下于单一器件中被利用来模拟生物突触行为。利用仿真，我们证明此类斯格明子基突触可用于借助手写识别数据集执行神经形态模式识别计算，达到约89%的准确率，可与基于软件的约94%训练准确率相比。芯片级仿真进而凸显了斯格明子突触相较现有技术的潜力。我们的发现从实验上阐释了斯格明子基全功能电子器件的基本概念，同时为基于自旋电子学的仿生计算这一新兴领域提供了新构建模块。