基于单个磁涡旋中混沌极性切换的概率乘法运算

《Scientific Reports》：Probabilistic multiplication operation via chaotic polarity switching in a single magnetic vortex

　　

摘要

我们提出了一种涡旋态纳米磁器件，通过编码涡旋核极性停留时间来产生可调的、基于混沌的概率位流。通过施加振荡磁场，涡旋进入混沌状态，从而能够通过单个数字阈值参数 T 来控制位流的概率。利用该输出，我们通过简单的递减计数逻辑实现了对两个小数的概率乘法。与传统需要级联逻辑门进行小数运算的数字乘法器不同，我们的方法以最小硬件实现了概率域小数乘法。这种紧凑且兼容 CMOS 的架构为随机计算、神经形态计算和存内计算提供了一条概念验证途径。本工作展示了高度不规则的涡旋极性切换以及一种紧凑的单振荡器随机算术原语。