凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2025年5月2日
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标题: 平面中的蛇:纳米磁性超材料中的可控滑翔机
标题: Snakes in the Plane: Controllable Gliders in a Nanomagnetic Metamaterial
摘要: 已知作为人工自旋冰(ASI)的磁性超材料是神经形态计算的有希望的候选者,由大量相互作用的纳米磁铁在平面上排列组成。 每个计算设备都需要能够转换、传输和存储信息的能力。 虽然ASI在数据转换方面表现出色,但可靠的数据传输和存储一直难以实现。 在这里,我们从细胞自动机(CA)中获得灵感,这是一种与ASI相似的抽象计算模型。 在CA中,信息的传输和存储可以通过“滑翔机”来实现,这是一种能够在保持其形式的同时传播的简单结构。 利用进化算法,我们在轮辐状ASI中搜索滑翔机,并展示发现的最简单的滑翔机:“蛇”。 在全局场协议的驱动下,“蛇”严格地单向移动,其方向由其取向决定。 我们通过仿真和实验演示了“蛇”,并分析了其运动机制。 “蛇”提供了一种操作ASI中磁纹理的方法,分辨率可达约100纳米,这反过来可以用于精确控制其他磁现象。 将数据传输、存储和修改集成到同一磁性基板中,开启了超低功耗计算设备的潜力。
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