冯·诺依曼微波计算机的自旋波神经类比
摘要：神经活动的频率和相位在大脑行为中起着重要作用。对于这些作用的新兴理解受益于神经科学中的模拟设备的设计，其中包括20世纪30年代奥托·施密特开发的神经模拟计算机。在1950年代，冯·诺伊曼为了使用微波进行高性能计算，发明了一种基于类似设备的逻辑机器，能够执行包括二进制算术在内的逻辑功能。本文介绍了一种基于纳米磁学的他的机器新型实施方式。该实施方式基于受非线性薄膜铁磁薄膜的磁化Schrodinger方程控制的特性。薄膜上的点接触通过电流创造自旋力矩纳米振荡器(STNO)，这些振荡器定义了系统的振荡器元件。这些振荡器可以通过电连接的有向图或自旋波辐射进行通信。本文展示了如何使用STNO构建逻辑机器，这台机器可以使用输入的复用同时执行多个计算，该系统可以计算迭代的逻辑函数，并且自旋波可以传递频率、相位和二进制信息。神经组织与施密特、冯·诺伊曼和STNO设备共享相同的分叉结构，尽管这些系统在空间和时间尺度上有着巨大的差异。这表明神经电路可能具有本文所描述的计算功能。
作者：Frank Hoppensteadt
论文ID：1411.1401
分类：Emerging Technologies
分类简称：cs.ET
提交时间：2014-11-07