Это миниатюрное вычислительное устройство, являющееся разновидностью искусственной нейронной сети

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) "ЛЭТИ" создали прототип "резервуарного" компьютера, действующего на принципах магноники - актуального сегодня раздела физики, который может быть использован при создании нового класса энергоэффективных и быстродействующих видов вычислительных устройств. Об этом сообщили во вторник в пресс-службе ЛЭТИ.

Разработка представлена в журнале IEEE Transactions on Magnetics в рамках международного фундаментального научного обзора о результатах и перспективах развития магноники в мире на ближайшее десятилетие.

"Один из важнейших результатов, изложенных в обзоре, посвящен разработке "резервуарных" компьютеров на принципах магноники (Section VII.D: Magnonic Neuromorphic Computing). Прототип резервуарного компьютера создан при участии ученых ЛЭТИ. Он представляет собой миниатюрное вычислительное устройство, являющееся разновидностью искусственной нейронной сети. Однако для обработки информации такой компьютер использует один специальный магнонный физический "резервуар" из магнитного материала, поэтому он сравнительно прост в изготовлении. Для сравнения, техническая реализация искусственной нейросети требует большого числа искусственных нейронов", - приводит пресс-служба слова профессора кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Алексея Устинова.

Магноника изучает свойства спиновых волн и их квантов "магнонов", которые существуют в магнитных материалах и могут использоваться в качестве носителей информации, то есть в качестве альтернативы уже хорошо известным электронам и фотонам. Сравнительно недавно ученые показали, что с помощью магнонов можно вести обработку информации с высокой скоростью и низкими энергопотерями в сравнении с полупроводниковыми элементами, из которых построены наиболее распространенные электронные вычислительные устройства.

Сегодня актуальной становится техническая реализация устройств искусственного интеллекта. Целый ряд экспериментов, выполненных учеными из разных стран, демонстрирует высокий потенциал использования свойств магнонов для создания устройств обработки информации, что в будущем может сделать их более компактными, надежными и эффективными. Однако для создания магнонных компьютеров - вычислительных устройств, в основе работы которых лежат принципы искусственного интеллекта, требуется разработка эффективной методологии их проектирования, соответствующей компонентной базы, математических моделей, а также программного обеспечения.

Исследования в сфере магноники проводятся в лаборатории магноники и радиофотоники им. Б. А. Калиникоса, которая была создана в СПбГЭТУ "ЛЭТИ" в 2021 году в рамках мегагранта правительства Российской Федерации. Ее главная задача - обнаружение и исследование физических эффектов, которые затем можно положить в основу работы резервуарного компьютера.