Исследователи из университетов Тохоку и Пердью разработали нетрадиционную вычислительную схему, построенную на использовании тепловых флуктуаций, и продемонстрировали работоспособность этой концепции для вероятностных вычислений.

Вероятностные вычисления — вычисления с использованием вероятностных битов, или p-битов, состояние которых колеблется во времени между «0» и «1». Можно провести аналогию с квантовыми вычислениями, в которых используется суперпозиция квантовых битов или q-битов, принимающих значения «0» и «1» одновременно (точнее способных находиться в их суперпозиции).

В созданном исследователями элементарном вероятностном компьютере, основанном на концепциях асинхронных нейронных сетей, p-биты были реализованы в стохастическом магнитном туннельном переходе (s-MTJ). Для демонстрации была выбрана целочисленная факторизация как наглядный пример задач оптимизации.

Ожидается, что квантовые вычисления помогут решить сложные задачи, включая оптимизацию, которые классические компьютеры эффективно решить не могут. В то время как большинство q-битов работают при чрезвычайно низкой температуре и часто взаимодействуют только с соседними q-битами, p-биты спинтроники могут использоваться как q-биты, но работают при комнатной температуре с возможностью корреляции электрическими средствами с несколькими p-битами даже на больших расстояниях. Кроме того, p-биты могут быть реализованы путем небольшого изменения технологии магниторезистивной памяти с произвольным доступом (MRAM).

Продемонстрированная вычислительная схема, основанная на технологии спинтроники, особенно привлекательна для определенных классов задач, где приемлемы приближенные решения, потому что вероятностный компьютер использует естественную стохастичность s-MTJ вместо искусственного введения ее в детерминированный компьютер. По сравнению с квантовыми компьютерами вероятностные компьютеры спинтроники привлекательны с точки зрения работы при комнатной температуре, простоты реализации и наличия хорошо освоенных технологий MRAM.