基于电流控制斯格明子扩散的多值概率计算

磁系统因其匹配的能量尺度和显著的非线性而极具前景，可用于实现概率计算范式。虽然传统的二进制概率计算已经实现，但实现更具优势的多值概率计算 (MPC) 仍然是一个挑战。在这里，我们报告了通过利用磁斯格明子在由离散数量的钉扎位点定义的有效非平坦能量景观中的热激活扩散来实现 MPC。扩散斯格明子的时间平均空间分布直接实现了离散概率分布，该分布可通过电流产生的自旋轨道力矩进行调节，并且可以通过非扰动电测量来量化。即使是一个非常简单的全局调节实现，也已经允许我们演示 softmax 计算——这是人工智能中的核心函数。作为一项关键进展，我们展示了无需创建概率设备网络即可实现可逆逻辑，从而提供了显著的可扩展性优势。我们的概念验证可以推广到多个斯格明子，并且可以利用磁隧道结容纳多个局部可调的输入和输出，从而可能实现对高度复杂分布函数的表示。