Магнонная голография ускорит распознавание изображений и речи

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде и Российской Академии Наук успешно продемонстрировали распознавание образов с использованием устройства магнонной голографической памяти. Это достижение позволит значительно усовершенствовать оборудование для распознавания изображений и речи.

Уникальность данной работы заключается в том, что входная информация для распознавания кодировалась в фазах спиновых волн или коллективных колебаний спина в магнитных материалах.

В отличие от оптических спинтронные устройства совместимы с традиционной электроникой и могут быть встроены в микросхемы. Экспериментальное восьмиконтактное устройство состояло из магнитной матрицы с микроантеннами для возбуждения и детектирования спиновых волн. Собранные для нескольких магнонных матриц данные показывают уникальные выходные сигнатуры, соответствующие характерным фазовым рисункам. Микроантенны позволяли ученым генерировать и распознавать любые фазовые картины — большой шаг вперед в сравнении с существующими практиками.

После возбуждения спиновые волны распространялись по магнитной матрице и вступали во взаимодействие между собой. Ряд входных фазовых картин давали высокое напряжение на выходе, другие — нет (имеется в виду напряжение выше и ниже некоторого референсного значения).

На распознавание уходило примерно 100 нс — время, которое требовалось спиновым волнам, чтобы создать интерференционную картину.

Наиболее привлекательной особенностью этого подхода является то, что все порты на входе работают параллельно. Таким образом, распознавание образов (чисел) от 0 до 999 и от 0 до 1000000 требует одинакового времени. Это значит, что магнонные голографические устройства в фундаментальном смысле превосходят по эффективности современные цифровые решения.

Статья «Pattern recognition with magnonic holographic memory device» была опубликована в журнале Applied Physics Letters.