三元随机神经元——利用单个应变磁致伸缩纳米磁体实现
介观与纳米尺度物理
2025-02-03 v2 信号处理
摘要
随机神经元是高效的硬件实现，通常分为两类：“二元”神经元，其状态在-1和+1两个值之间随机变化；“模拟”神经元，其状态可以在-1和+1之间随机取任意值。两者在神经形态计算中都有其用途，并且都可以通过低能垒或零能垒纳米磁体实现，这些磁体在热噪声存在下的随机磁化方向编码了二元或模拟状态变量。在这两类之间是n元随机神经元，主要是三元随机神经元（TSN），其状态随机取三个值之一（-1，0，+1），已被证明在模式分类任务中高效，例如从MNIST数据集中识别手写数字或从CIFAR-10数据集中识别模式。我们展示了如何利用一个零能垒（形状各向同性）磁致伸缩纳米磁体在单轴应变下实现TSN。
引用
@article{arxiv.2412.04246,
title = {Ternary Stochastic Neuron -- Implemented with a Single Strained Magnetostrictive Nanomagnet},
author = {Rahnuma Rahman and Supriyo Bandyopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.04246},
year = {2025}
}
备注
Nanotechnology (in press)