Un dispositif d’IA de nouvelle génération utilise l’interférence des ondes de spin contrôlées par les ions dans les matériaux magnétiques
Une équipe de recherche du NIMS et du Japan Fine Ceramics Center (JFCC) a développé un dispositif d’IA de nouvelle génération, un composant matériel pour les systèmes d’IA, qui intègre un réservoir ionomagnonique. Ce réservoir contrôle les ondes de spin (excitations collectives des spins électroniques dans les matériaux magnétiques), la dynamique des ions et leurs interactions.
L’ouvrage est publié dans la revue Science avancée.
La technologie a démontré des performances de traitement de l’information nettement supérieures à celles des dispositifs informatiques à réservoir physique conventionnels, soulignant son potentiel à transformer les technologies d’IA.
À mesure que les appareils d’IA deviennent de plus en plus sophistiqués, la demande de solutions économes en énergie et hautes performances continue de croître. Le dispositif nouvellement développé génère des ondes de spin à l’aide d’antennes intégrées à des aimants en grenat d’yttrium et de fer (YIG), un matériau essentiel à son fonctionnement.
Les modèles d’interférence de ces ondes de spin peuvent être ajustés en appliquant une tension aux aimants et en ajustant le nombre d’ions qui y sont introduits.
L’appareil est capable d’effectuer des calculs en exploitant ces modèles d’interférence dynamiques via un réservoir ionomagnonique. Cette approche offre des performances qui surpassent de loin les dispositifs informatiques à réservoir physique conventionnels.
Cet appareil a démontré des performances exceptionnelles dans les prévisions de séries chronologiques, atteignant des taux d’erreur inférieurs à un dixième de ceux des appareils conventionnels. La précision de ses prévisions a été évaluée à l’aide d’une méthode de test standard basée sur les équations de Mackey-Glass, couramment utilisées pour modéliser les variations complexes des systèmes biologiques.
Cette technologie peut être mise en œuvre à la fois dans des films minces magnétiques et dans des monocristaux, tout en étant miniaturisée sans dégradation des performances, ce qui la rend potentiellement adaptée à diverses applications industrielles.
Lorsqu’il est intégré à différents capteurs, il a le potentiel de permettre la création de dispositifs d’IA de haute précision et économes en énergie pour un large éventail d’utilisations.
