Tim Jepang-AS membuat chip spintronik silikon pertama di dunia untuk komputer pintar
Para ilmuwan di Jepang dan Amerika telah mencapai prestasi besar dalam komputasi cerdas setelah mengembangkan bit probabilistik spintronik berbasis silikon, atau p-bit, yang pertama di dunia. Perangkat tersebut dirancang oleh tim peneliti gabungan dari Universitas Tohoku Jepang dan Institut Standar dan Teknologi Nasional AS (NIST). Ini adalah p-bit spintronik pertama di dunia yang dibuat pada chip silikon dengan proses manufaktur semikonduktor konvensional. Para peneliti mengumumkan bahwa mereka telah memverifikasi secara eksperimental pengoperasian p-bit, unit dasar komputasi probabilistik. Komputasi probabilistik adalah bidang ilmu komputer dan AI yang berfokus pada studi dan implementasi algoritma, model, dan metode komputasi probabilistik. “Pencapaian ini memberikan jalan menuju komputer p spintronik berskala besar untuk aplikasi seperti AI dan pembelajaran mesin,” kata para peneliti. Perangkat keras AI yang lebih cerdas Komputer konvensional memproses data menggunakan bit yang ada di salah satu dari dua keadaan: 0 atau 1. Sistem biner ini menjadi dasar teknologi modern, termasuk ponsel pintar, superkomputer, pusat data, AI, dan hampir semua perangkat digital yang digunakan saat ini. Namun, ia kesulitan dalam mencari sejumlah besar kemungkinan solusi. Sebaliknya, komputer probabilistik menggunakan p-bit, yaitu elemen elektronik yang berfluktuasi secara acak antara 0 dan 1. Komputer tersebut memanfaatkan keacakan fisik, untuk mengeksplorasi banyak kemungkinan keadaan dan menjadikannya menarik untuk tugas-tugas yang melibatkan AI, pembelajaran mesin, dan pengoptimalan. Struktur penampang skema p-bit spintronik. Kredit: Shunsuke Fukami, William A. Borders dkk. Spintronics, sebuah teknologi yang memproses dan menyimpan informasi dengan memanipulasi putaran kuantum intrinsik sebuah elektron, telah muncul sebagai salah satu teknologi paling menjanjikan untuk membangun komputer-p. Perangkat spintronik memanfaatkan sifat magnetik elektron. “Di antara beberapa kandidat teknologi, spintronics dianggap sangat menjanjikan karena perangkat magnetik berskala nano secara alami dapat menghasilkan perilaku probabilistik melalui fluktuasi magnetik,” para peneliti menekankan. Dibangun di atas chip silikon Penelitian ini dipimpin oleh Ju-Young Yoon, PhD, seorang peneliti di laboratorium nanoelektronik dan spintronik Universitas Tohoku. Tim ini mengintegrasikan perangkat spintronik langsung ke chip silikon dengan menggabungkan teknik manufaktur semikonduktor dan spintronik di Jepang dan AS. Untuk membuat transistor dan lapisan interkoneksi yang lebih rendah, tim menggunakan proses CMOS 130 nm (130 nanometer) yang disediakan oleh SkyWater Technology, sebuah perusahaan semikonduktor yang berbasis di Minnesota. Mereka kemudian mengintegrasikan perangkat nano superparamagnetik dan elektroda atas menggunakan fasilitas fabrikasi perangkat spintronik di universitas. Chip yang dihasilkan berhasil menunjukkan dua karakteristik utama yang diperlukan untuk operasi p-bit. Pertama, tim mengamati fluktuasi stokastik pada tegangan keluaran dari waktu ke waktu, dan memastikan bahwa perangkat secara alami dapat beralih di antara keadaan yang berbeda. Mereka juga membuktikan bahwa keluaran rata-rata dapat dikontrol melalui tegangan masukan yang diberikan, sehingga perilaku probabilistik dapat disesuaikan. Para ilmuwan mengatakan ini adalah demonstrasi eksperimental pertama dari p-bit spintronik yang terintegrasi secara monolitik pada chip silikon menggunakan proses sirkuit terintegrasi semikonduktor. Temuan ini dapat memungkinkan komputer p spintronik yang lebih besar. “Dengan lebih memajukan teknologi perangkat dan sirkuit serta meningkatkan jumlah p-bit terintegrasi, para peneliti berharap komputer p spintronik semakin mendekati implementasi praktis skala besar,” universitas tersebut menyimpulkan dalam siaran pers. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal IEEE Electron Device Letters.
Diterbitkan : 2026-06-02 20:06:00
sumber : interestingengineering.com
