105 000 oscillateurs nanométriques synchronisés en moins de 45 nanosecondes

Une collaboration de recherche a vérifié expérimentalement le plus grand réseau synchronisé au monde d'oscillateurs magnétiques à l'échelle nanométrique, réussissant à synchroniser 105 000 oscillateurs en seulement 45 nanosecondes. Cette avancée ouvre de nouvelles voies pour améliorer la capacité de calcul de l'intelligence artificielle.

Les nano-oscillateurs sont de nouveaux dispositifs micro-ondes ou optiques qui utilisent des effets physiques à l'échelle nanométrique pour générer des ondes électromagnétiques à haute fréquence. Les nano-oscillateurs à couple de transfert de spin (STNO), qui exploitent l'effet Hall de spin pour piloter les oscillations de moment magnétique, sont parmi les plus étudiés.

La recherche, un effort conjoint de l'Université de Göteborg, de l'Institut Indien de Technologie de Bhubaneswar et de l'Université de Tohoku, a été publiée dans Nature Nanotechnology. Les oscillateurs, d'une largeur de 10 à 20 nanomètres, sont entrés spontanément dans un état synchronisé en moins de 45 nanosecondes, indiquant le potentiel de réseaux spintroniques cohérents à grande échelle.

Les mesures ont montré que la synchronisation de 100 oscillateurs prenait 10 nanosecondes, tandis que le passage à 105 000 oscillateurs n'augmentait le temps de synchronisation qu'à environ 45 nanosecondes. Cela représente une augmentation de près de mille fois par rapport aux systèmes spintroniques cohérents précédemment démontrés, qui étaient limités à environ 64 oscillateurs.

Ces réseaux synchronisés sont proposés comme plateformes matérielles pour des applications telles que les machines d'Ising et le calcul par réservoir, fonctionnant à des fréquences allant jusqu'à plusieurs dizaines de gigahertz. Avec la demande croissante de puissance de calcul pour l'IA et les limites du matériel traditionnel à base de silicium, ces avancées en matière de calcul écoénergétique deviennent de plus en plus importantes.