研究者らは最近、複雑な組合せ最適化問題に
取り組む有望な取り組みとなる
スピン波イジングマシン
（SWIM）
の開発に大きく前進した。
これらのマシンは、スピン波
（磁性体における分子や原子の回転の
波のようなエネルギー）
を利用して計算を行うもので、従来の
計算手法に代わるコンパクトで
エネルギー効率の高い代替手段と
されている。
注目すべき点は、厚さ5マイクロメートルの
イットリウム鉄ガーネット
（YIG）
膜と標準的なマイクロ波コンポーネントを
組み合わせたSWIMの実装だ。
この組み合わせでは、8スピンの
MAX-CUT問題に取り組み、わずか
7マイクロジュールのエネルギーを
消費しながら、4マイクロ秒以下で
解を得ることに成功した。
コンパクトな設計と低消費電力要件は、
拡張的で効率的な問題解決
アプリケーションに対する
SWIMの可能性を示している。
さらに、このSWIMシステムに人工磁場を
付加するグローバル・ゼーマン項を
組み込むことで、さらなる機能強化が
図られている。
この機能の追加により、反強磁性相互作用が
存在する場合でも、スピン状態に
強磁性秩序を誘導することが
可能になる。
このようなスピン状態の制御により、
より複雑な問題解決方法が可能になり、
SWIMの適用範囲が広がることになる。
さらに研究者は、複雑な
マルチスピンフリップ
(複数の磁性体のスピン運動)
をより単純な
シングルスピンフリップ
(単一の磁性体のスピン運動)
に効果的に変換するアルゴリズムを
開発した。
この技術革新により、大規模な
ハードウェアの変更を必要とすることなく、
既存のイジングマシン
(組み合わせを最適化する解を得る計算機)
構造へのマルチスピン演算の統合が
容易になった。
その結果、困難な最適化問題を解くための
より効率的なアプローチが実現し、
残留エネルギーが削減され、最適解を
より迅速に得ることができるようになった。
これらの進歩は総体として、
非従来型コンピューティングの分野における
大幅な飛躍を意味する。
スピン波のユニークな特性を利用し、
計算アルゴリズムを改良することで、
科学者たちは、ロジスティクス、金融、
人工知能など、さまざまな領域にわたる
現実世界の課題に効率的に対処できる
イジングマシンに道を開きつつある。
0 件のコメント:
コメントを投稿