Ученые из Японии и США сообщили о разработке первого в мире спинтронного вероятностного бита, или p-бита, на основе кремния. Устройство изготовлено на стандартном кремниевом чипе с использованием традиционных процессов производства полупроводников, что позволяет рассматривать его как шаг к масштабируемым вычислительным системам нового типа.
В отличие от классического бита, который принимает строго фиксированные значения 0 или 1, p-бит случайным образом переключается между этими состояниями. Такое вероятностное поведение основано на физической случайности и позволяет эффективно перебирать большое количество вариантов решений. По мнению авторов работы, это может быть полезно для задач искусственного интеллекта, машинного обучения и оптимизации, где классические двоичные системы сталкиваются с ограничениями.
Для создания устройства команда использовала 130-нанометровый КМОП-процесс, после чего на чип были добавлены суперпарамагнитные наноструктуры. В ходе экспериментов исследователи зафиксировали два ключевых свойства: стохастические колебания выходного сигнала и возможность настраивать среднюю вероятность переключения с помощью входного напряжения. Это, как утверждается, первая экспериментальная демонстрация спинтронного p-бита, монолитно интегрированного в кремниевый чип.
По заявлению исследователей, это первая в мире экспериментальная демонстрация спинтронного p-бита, монолитно интегрированного в кремниевый чип с использованием стандартных технологий полупроводниковых интегральных схем. По мере дальнейшего совершенствования технологий производства и увеличения количества интегрированных p-битов такие компьютеры станут ближе к масштабному практическому применению в области искусственного интеллекта и машинного обучения.