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Frontier development of spintronics-based synapse and neuron for artificial neural networks

Frontier development of spintronics-based synapse and neuron for artificial neural networks
基于自旋电子学的人工神经网络突触和神经元的前沿发展
批准号:
19J12206
负责人:
BORDERS William
金额:
$1.47万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份:
2019
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-04-25 至 2021-03-31

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
本研究的目的是为人工神经网络开发基于自旋电子学的器件。在前一年,我发表了使用随机磁隧道结(MTJ)的概率计算的实验结果,使用8个概率比特(p-bits)来解决整数分解问题。在最近的一年里,我探索了p-computing的巨大应用空间,以确定它的潜力。首先,我们与普渡大学合作,展示了基于mtj的p位可以代表玻尔兹曼机器并执行机器学习的实验结果。这些结果在人工智能机器学习领域具有重大意义,特别是在需要区域高效机器学习芯片的领域,如边缘计算。其次,在与加州大学圣巴巴拉分校(美国)的合作中,我们从理论上证明了MTJ结构可以改变以产生纳秒波动和独立性。这些结果将为构建高度集成的、大规模的基于mtj的p位网络奠定基础。最后,MTJ波动速度越快,求解时间越快。与实验室的其他成员一起,我们实验展示了一个平面内易轴的MTJ,其波动速度高达8ns,这是世界上最快的波动MTJ。
英文摘要
The objective of this research was to developed spintronics-based devices for artificial neural networks. In the previous year I published experimental results of a probabilistic computing using stochastic magnetic tunnel junctions (MTJ) to solve integer factorization using 8 probabilistic bits (p-bits).In this recent year, I have explored p-computing’s vast application space to determine it’s potential. First, in collaboration with Purdue Univ., we showed experimental results that MTJ-based p-bits can represent a Boltzmann machine and perform machine learning. These results have large implications in the realm of AI machine learning, especially in areas where area-efficient machine learning chips are desired, such as edge computing.Second, in a work with the Univ. of Calif. Santa Barbara (USA), we showed theoretically that the MTJ structure can be changed to produce nanosecond fluctuations and independence. These results are will lead to the foundation of building highly-integrated, large-scale MTJ-based p-bit networks.Finally, faster MTJ fluctuation speed leads to faster solution times. Along with other members in the lab, we experimentally demonstrated an MTJ with an in-plane easy axis with fluctuation speeds as fast as 8 ns, the world’s fastest fluctuating MTJ.
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会议论文
Probabilistic Computing Based on Spintronics Technology
基于自旋电子学技术的概率计算
DOI: --
发表时间: 2020
期刊:
影响因子: --
作者: [S. Fukami, W. A. Borders, A. Z. Pervaiz, K. Y. Camsari, S. Datta, H. Ohno]
通讯作者: H. Ohno
DOI: --
发表时间: 2019
期刊:
影响因子: --
作者: [Borders William A., Pervaiz Ahmed Z., Fukami Shunsuke, Camsari Kerem Y., Ohno Hideo, Datta Supriyo]
通讯作者: Datta Supriyo
室温動作スピントロニクス素子を用いて 量子アニーリングマシンの機能を実現
利用室温下运行的自旋电子器件实现量子退火机的功能
DOI: --
发表时间:
期刊:
影响因子: --
作者: []
通讯作者:
DOI: --
发表时间: 2019
期刊:
影响因子: --
作者: []
通讯作者:
共 10 条
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