下一代AI裝置：運用磁性材料中離子控制的自旋波干涉

由日本物質材料研究機構（NIMS）與日本精密陶瓷中心（JFCC）組成的研究團隊，成功研發出一款下一代人工智慧（AI）裝置，這是一種用於AI系統的硬體元件，當中整合了離子自旋波儲存器。該儲存器能夠控制自旋波（磁性材料中電子自旋的集體激發）、離子動力學及其相互作用。相關研究成果已發表於《先進科學》期刊。

這項技術展現出的資訊處理效能，遠高於傳統的物理儲存器運算裝置，凸顯其在轉變AI技術方面的潛力。隨著AI裝置日益精進，對於節能且高效能解決方案的需求也持續攀升。這款新研發的裝置利用與釔鐵石榴石（YIG）磁鐵整合的天線來產生自旋波，而釔鐵石榴石磁鐵是其運作的關鍵材料。

透過對磁鐵施加電壓，並調整引入其中的離子數量，能夠精細調節這些自旋波的干涉圖樣。該裝置透過離子自旋波儲存器，利用這些動態干涉圖樣進行運算，其效能遠超過傳統的物理儲存器運算裝置。

在時間序列預測方面，這款裝置展現出卓越的效能，其誤差率不到傳統裝置的十分之一。研究人員使用基於麥基 - 格拉斯方程式的標準測試方法評估其預測準確度，該方程式常用於模擬生物系統中的複雜變化。

這項技術既能應用於磁性薄膜，也能應用於單晶體，而且在不降低效能的前提下可進行小型化，因此具有應用於各種工業領域的潛力。當與不同的感測器整合時，它有潛力實現節能、高精度的AI裝置，以滿足廣泛的用途。