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Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen, die zur Lösung von Rechenproblemen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Lösung von Optimierungsproblemen anwendbar.
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Im Allgemeinen werden in Mikroprozessoren eingesetzte Vorrichtungen, die auf Transistoren basieren, zur Lösung von Rechenproblemen verwendet. Da Rechenprobleme in Größe und Komplexität variieren, ist die Skalierbarkeit dieser Vorrichtungen von hauptsächlichem Interesse. Zum Beispiel sind nichtdeterministisch-polynomiell vollständige Probleme (NP-vollständige Probleme) sehr schwer zu lösen. Ein Lösen dieser Probleme mittels zeitgemäßer Technologien bringt ein exponentielles Wachstum an Rechnerschritten und Ausführungszeit mit sich, da die Größe und Komplexität des Problems zunimmt.
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Zur Lösung von Rechenproblemen werden bekannte Hardwareanordnungen anhand der komplementären Metalloxidhalbleitertechnologie, oder CMOS-Technologie, gebildet. Insbesondere wird die CMOS-Technologie bei der Auslegung von integrierten Schaltungen eingesetzt, wie z. B. von Mikroprozessoren, die Transistoren verwenden. Hinsichtlich Geschwindigkeits- und Leistungsanforderungen weisen CMOS-Systeme nur lineare Verbesserungen auf. Im Ungang mit komplexen Problemen erfordert die lineare Natur von CMOS-Systemen folglich Server mit mehreren Millionen Kernen, woraus sich ein großer Leistungsverbrauch ergibt. Hinsichtlich Skalierbarkeit und Leistungseffizienz sind CMOS-Systeme diesbezüglich stark beschränkt.
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Ein softwarebasiertes Rechnerverfahren, wie z. B. das simulierte Ausheizverfahren (simulated annealing method), oder SA-Verfahren, stellt einen weiteren bekannten Ansatz zur Lösung komplexer Rechner- oder Optimierungsprobleme dar. Das SA-Verfahren weist jedoch, wie andere softwarebasierte Verfahren, eine Vielzahl von damit einhergehenden Schwächen auf, wie z. B. die Übersetzung der Softwaresprache in boolesches Rechnen (Boolean based computing), welches in bestehenden Technologien zum Einsatz kommt. Weiterhin sind diese softwarebasierten Verfahren auf gegenwärtig bekannte Hardwares beschränkt, wie z. B. die CMOS-Technologie.
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Es ist im Allgemeinen bekannt, dass die Skalierung von transistorbasierten Vorrichtungen, die in Mikroprozessoren verwendet werden, viele Beschränkungen aufweisen, wie z. B. die Leistungsdissipation, Leckströme im AUS-Zustand, Schwierigkeiten bei der Verkleinerung von Metallverbindungen usw. In ähnlicher Weise ist es allgemein bekannt, dass softwarebasierte Verfahren zur Bereitstellung von Rechnerlösungen aufgrund ihrer Schwächen und Abhängigkeit von der Hardware ebenfalls eigenen Beschränkungen unterliegen.
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Es besteht daher ein Bedarf an einer Hardware-Architektur, die skalierbar ist, so dass Lösungen für Algorithmen bereitgestellt werden, deren Komplexität exponentiell wächst. Ebenfalls besteht ein Bedarf an Verfahren zur Bildung entsprechender Architekturen.
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Die vorangehend genannten Probleme werden gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 16. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen definiert.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum lösen von Rechenproblemen bereitgestellt, wobei die Vorrichtung mehrere Magnete mit Entpannungsendzuständen (final relaxed states) aufweist, die von einer Größe und Polarität einer Spannung oder eines Stroms abhängen, die an die Magnete anliegt oder der den Magneten zugeführt wird.
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Gemäß einem deren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Magnetisieren von Magneten Vorrichtung und zum Entspannen der Magnete in einen Zustand bereitgestellt, der von einer Größe und Polarität einer Spannung oder eines Stroms abhängt, die an die Magnete anliegt oder der den Magneten zugeführt wird.
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Einige technische Effekte können wenigstens zum Teil in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung mittels einer Vorrichtung erreicht werden, die einen ersten Magnet, einen zweiten Magnet und eine Verbindung (interconnect) zwischen dem ersten und dem zweiten Magnet umfasst, wobei die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Magnet diese miteinander verbindet. Die Verbindung ist derart konfiguriert, dass der erste Magnet und der zweite Magnet eine Spannung oder einen Strom übermitteln (communicate) können, die oder der an den ersten Magnet und/oder an den zweiten Magnet angelegt und über die Verbindung geleitet wird.
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In einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste und zweite Magnet Nanomagnete.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung treten der erste und zweite Magnet mittels spinpolarisierter Ströme, Spinwellen oder einer Domänenwand miteinander in Kontakt (communicate) und der erste und zweite Magnet weisen jeweils Überlagerungszustände auf, die durch Magnetisierung des ersten und zweiten Magnet erzielbar sind und die Magnetisierung des ersten und zweiten Magnet wird durch ein Pulsierungsmittel entlang entsprechender neutraler Achsen des ersten und zweiten Magnet angelegt.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform ist das Pulsierungsmittel durch ein externes Magnetfeld oder einen Spin-Transfer-Torque-Effekt oder eine spannungsinduzierte Rotation einer Magnetisierung gegeben.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform umfassen der erste und zweite Magnet jeweils Entspannungszustände, die nach einer Magnetisierung des ersten Magnet und des zweiten Magnet erreichbar sind.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform werden die Entspannungszustände des ersten und zweiten Magnet mit einer bekannten Wahrscheinlichkeit erreicht und basieren auf einer Polarität und Größe der an den ersten und zweiten Magnet angelegten Spannung oder des an den ersten und zweiten Magnet angelegten Stroms. In einer anschaulichen Weiterbildung weisen die Entspannungszustände eine ferromagnetische Ordnung auf, wenn die an den ersten und zweiten Magnet angelegte Spannung oder der an den ersten und zweiten Magnet angelegte Strom eine negative Polarität aufweist. In einer anderen anschaulichen Weiterbildung weisen die Entspannungszustände eine antiferromagnetische Ordnung auf, wenn die an den ersten und zweiten Magnet angelegte Spannung oder der an den ersten und zweiten Magnet angelegte Strom eine positive Polarität aufweist.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform sind Wechselwirkungen (communications) zwischen dem ersten und zweiten Magnet basierend auf Größe und Polarität der an den ersten und zweiten Magnet angelegten Spannung oder des an den ersten und zweiten Magnet angelegten Stroms abstimmbar.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das ein elektrisches Koppeln eines ersten Magnet und eines zweiten Magnet mittels einer Verbindung (interconnect); ein Anlegen einer Spannung oder eines Stroms an den ersten und zweiten Magnet; und ein Konfigurieren der Verbindung umfasst, so dass es dem ersten und zweiten Magnet in Antwort auf die Spannung oder den Strom ermöglicht wird, miteinander zu wechselwirken (communicate).
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In anschaulichen Ausführungsformen hierin ist ein Magnetisieren des ersten und zweiten Magnet in einen Überlagerungszustand entlang entsprechender neutraler Achsen der ersten und zweiten Magnete und ein Entspannen des ersten und zweiten Magnet in einen Zustand vorgesehen, der auf der Polarität und Größe der an den ersten und zweiten Magnet angelegten Spannung oder des an den ersten und zweiten Magnet angelegten Stroms basiert. In anschaulichen Weiterbildungen hierin kann das Magnetisieren des ersten und zweiten Magnets durch ein Anwenden eines externen Magnetfeldes oder eines Spin-Transfer-Torque-Effekts oder einer spannungsinduzierten Rotation umfassen.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform können der erste und zweite Magnet mittels spinpolarisierter Ströme, Spinwellen oder einer Domänenwand, miteinander in Wechselwirkung treten (communicate), die durch die an den ersten und zweiten Magnet angelegte Spannung oder den an den ersten und zweiten Magnet angelegten Strom hervorgerufen werden.
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In weiteren anschaulichen Ausführungsformen weisen der erste und zweite Magnet Entspannungszustände auf, die nach der Magnetisierung des ersten und zweiten Magnet mit einer bekannten Wahrscheinlichkeit erreicht werden können.
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In weiteren anschaulichen Ausführungsformen kann ferner ein Anlegen eines Stroms oder einer Spannung mit negativer Polarität und ein Entspannen des ersten und zweiten Magnets in eine ferromagnetische Ordnung vorgesehen sein. In anderen anschaulichen Ausführungsformen kann ein Anlegen einer Spannung oder eines Stroms mit positiver Polarität und ein Entspannen des ersten und zweiten Magnets in eine antiferromagnetische Ordnung vorgesehen sein.
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In einem weitern Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das ein Anordnen einer Mehrzahl von Magnete in einer architektonischen Schaltungskonfiguration mit einer Verbindung umfasst, die jedes Paar von Magnete elektrisch koppelt. Für jedes Paar von Magnete umfasst das Verfahren ferner ein Anlegen einer Spannung oder eines Stroms an die zwei Magnete und ein Magnetisieren der zwei Magnete in einen Überlagerungszustand entlang entsprechender neutraler Achsen der zwei Magnete.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren anhand von schematisch dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Hierbei zeigen
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1A und 1B schematisch eine Multimagnetvorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform;
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2A und 2B schematisch eine Multimagnetvorrichtung entsprechend einer weiteren beispielhaften Ausführungsform; und
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3A bis 3D schematisch Entspannungsendzustandskonfigurationen einer Multimagnetvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
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4A bis 4C schematisch architektonische Schaltungskonfigurationen einer Mehrzahl von Multimagnetvorrichtungen entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
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Die vorliegende Erfindung trägt dem derzeitigen Problem bezüglich einer ungenügenden Skalierbarkeit von Rechnerhardwarearchitekturen begleitet von einem Bereitstellen von Lösungen für Algorithmen mit exponentiell wachsender Komplexität Rechnung und löst dies. In anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Multimagnetvorrichtungen mit wechselwirkenden Nanomagneten zur Lösung von Rechneralgorithmen konfiguriert, z. B. von komplexen Optimierungsproblemen. Die Multimagnetvorrichtungen weisen Eigenschaften auf, die eine natürliche Abbildung auf das interessierende Optimierungsproblem bereitstellen. Die Magnete können Entspannungsendzustände erreichen, die durch Größe und Polarität von Spannungen und Strömen bestimmt werden, welche während einer Magnetisierungsphase an die Magnete angelegt werden. Die Entspannungsendzustände können mit einer bekannten Wahrscheinlichkeit erreicht werden. Entspannungsendzustände für Magnete unterschiedlicher Konfigurationen können z. B. mit einem bestimmten Grad an Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden, so dass der prozentuale Anteil spezieller Ereignisse bekannt ist. Durch Kontrollieren der Entspannungsendzustände können die Wechselwirkungen zwischen den Magneten eingestellt werden, um eine verbesserte Skalierbarkeit für die Lösung komplexer Probleme bereitzustellen. Folglich stellt die Größen- und Leistungseffizienz der Hardware eine große Verbesserung gegenüber bestehender Hardware dar, z. B. Transistoren und softwarebasierte Verfahren.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung mit einem ersten Magnet, einem zweiten Magnet und einer Verbindung bereit, die eine Wechselwirkung des ersten und zweiten Magnet über spinpolarisierte Ströme, Spinwellen oder eine Domänenwand hervorgerufen durch eine an den ersten und zweiten Magnet durch die Verbindung angelegte Spannung oder einen an den ersten und zweiten Magnet durch die Verbindung angelegten Strom ermöglicht.
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Eine Multimagnetvorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 1A und 1B dargestellt. Die Multimagnetvorrichtung 100 umfasst gemäß der Darstellung in 1A in einer Ebene angeordnete Magnete 101, eine Verbindung 103, die die Magnete 101 elektrisch koppelt, und einen Anschluss 105. Die Verbindung 103 kann benachbarte Paare von Magnete 101 und nicht benachbarte Paare von Magnete 101 elektrisch koppeln. Die Magnete 101 können über Spinströme, Spinwellen oder eine Domänenwand hervorgerufen in der Verbindung 103 durch Spannungen und/oder Ströme kommunizieren oder wechselwirken. Die Magnete 101 können Nanomagneten sein und z. B. aus Nickeleisen (NiFe) oder Kobalteisenbor (CoFeB) bestehen. Es wird nun auf 1B Bezug genommen. Eine Multimagnetvorrichtung 100' gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist darstellungsgemäß Magnete 107 mit einer senkrechten magnetischen Anisotropie (PMA; perpendicular magnetic anisotropy), die Verbindung 103 und den Anschluss 105 auf. Die Magnete 107 können Nanomagnete sein und z. B. aus CoFeB, Eisenplatin (FePt) und Kobaltchromplatin (CoCrPt) bestehen.
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Die Verbindung 103 kann z. B. aus Silizium (Si), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Silber (Ag), Graphen, etc. hergestellt sein. Wenn die Verbindung 103 aus Si oder Graphen gebildet ist, kann zwischen den Magneten 101 eine Tunnelbarriere (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Tunnelbarriere kann eine Dicke von 1 nm bis 20 nm aufweisen und aus Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al2O3) oder Siliziumoxid (SiO2) gebildet sein.
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Bei Anlegen einer Spannung oder eines Stroms an die Magnete 101 oder 107 werden in der Verbindung 103 Spinwellen, Spinströme oder Domänenwände hervorgerufen und entlang der Verbindung 103 geleitet, so dass die Magnete 101 oder 107 miteinander in Kontakt treten (communicate) und miteinander wechselwirken können. Jeder der Magnete 101 oder 107 kann die entsprechenden weiteren Magnete 101 oder 107, in gleichem Maße oder ungleich, auf Basis des Spin-Transfer-Torque-Effekts beeinflussen. Die Wechselwirkung zwischen den Magneten 101 oder 107 muss jedoch nicht so groß sein, dass jeder Magnet umklappt (switch). Wie nachstehend in größerem Detail ausgeführt wird, kann ein Entspannungsendzustand der Magnete 101 oder 107 nach einer Magnetisierung der Magnete 101 oder 107 erreicht werden und durch die Größe und Polarität der an die Magnete 101 oder 107 während der Magnetisierung angelegten Spannungen oder Ströme bestimmt werden. Der Entspannungsendzustand der Magnete 101 und/oder 107 kann mit einer bekannten Wahrscheinlichkeit erreicht werden.
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Die in den 1A und 1B dargestellten Magnete 101 und 107 können eine Dicke zwischen 1 nm und 20 nm aufweisen. Darüber hinaus kann jeder der Magnete 101 und 107 eine Oberfläche von 100 nm2 bis μm2 aufweisen. In einem anschaulichen Beispiel kann aber auch eine Mantelfläche in einem Bereich von 100 nm2 bis μm2 liegen. An die Magnete 101 oder 107 angelegte Spannungen können in einem Bereich von 10 mV bis 2 V liegen. Da der Endzustand der Magnete durch Größe und Polarität der an die Magnete 101 angelegten Ströme bestimmt werden kann, liegen die an die Magnete 101 oder 107 angelegten Ströme in einem Bereich von 5 μA bis 10 mA.
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In den 2A und 2B sind beispielhafte Ausführungsformen der Vorrichtungen 100 und 100' mit mehreren Magneten und die Richtungen dargestellt, entlang welchen die Magnete magnetisierbar sind. Es wird nun auf die 2A Bezug genommen. Die Vorrichtung 100 umfasst in einer Ebene angeordnete Magnete 201 und eine Verbindung 203. Ein Überlagerungszustand der Magnete 201 kann mittels eines Pulsierungsmittels erreicht werden. Das Pulsierungsmittel kann z. B. ein externes Magnetfeld, ein Spin-Transfer-Torque-Effekt oder eine spannungsinduzierte Drehung der Magnetisierung mittels Multiferroika (multi-ferroic materials) oder eine durch Verspannung oder Verformung induzierte Drehung der Magnetisierung umfassen, vorzugsweise sein. Die Magnetisierung der in einer Ebene angeordneten Magnete 201 ist für jeden Magnet 201 entlang einer neutralen Richtung oder Achse ausgerichtet, die durch das Bezugszeichen A bezeichnet ist.
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2B stellt die Vorrichtung 100' dar, die Magnete 205 und eine Verbindung 203 aufweist. Ähnlich zu den in einer Ebene angeordneten Magneten 201 kann der Überlagerungszustand der Magnete 205 durch ein Pulsierungsmittel, wie z. B. ein externes Magnetfeld, einen Spin-Transfer-Torque-Effekt oder eine spannungsinduzierte Drehung der Magnetisierung mittels Multiferroika oder eine durch Verspannung oder Verformung induzierte Drehung der Magnetisierung, erreicht werden. Die Magnetisierung der in einer Ebene angeordneten Magnete 205 ist für jeden der Magnete 205 entlang einer neutralen Richtung A ausgerichtet.
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Der Überlagerungszustand der Magnete 201 oder der PMA-Magnete 205 kann dadurch erreicht werden, dass die Stärke des externen Magnetfelds 10 bis 10.000 Oe (Oersted) betragen kann. Der Überlagerungszustand der Magnete 201 oder der PMA-Magnete 205 durch das Spin-Transfer-Torque erreicht werden, das einen Strom von 5 μA bis 10 mA aufweist. Um den Überlagerungszustand der Magnete 201 oder PMA-Magnete 205 zu erreichen, kann die durch Spannung induzierte Drehung eine Spannung aus einem Bereich von 5 mV bis 10 V aufweisen. Das externe Magnetfeld, das Spin-Transfer-Torque und die spannungsinduzierte Drehung kann eine Pulsierungsperiode von 100 ps bis 10 ms aufweisen. Nach dem Erreichen des Überlagerungszustands der Magnete 201 oder der PMA-Magnete 205 mittels eines beliebigen Pulsierungsverfahrens entspannen sich die Magnete 201 oder die PMA-Magnete 205 nach einem Zeitraum von 10 ps bis 10 ms in festgelegte Zustände.
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Nach Entfernen des Pulsierungsmittels entspannt sich die Magnetisierung der Magnete 201 oder 205 in einen durch die Polarität und Größe der an die Magnete 201 oder 205 angelegten Spannungen oder Ströme bestimmten Zustand. Es können verschiedene Entspannungszustände der in einer Ebene angeordneten Magnete oder PMA-Magnete erreicht werden. Die Entspannungsendzustände der Magneten 201 und/oder 205 können mit einer bekannten Wahrscheinlichkeit erreicht werden. Durch Steuern der an die Magnete 201 oder 205 angelegten Spannung oder des an die Magnete 201 oder 205 angelegten Stroms kann die Vorrichtung 100 abgestimmt und skaliert werden, so dass die Komplexität eines zu lösenden Rechenproblems erreicht wird. Das heißt, dass die Wechselwirkungen zwischen den Magneten 201 oder 205 abstimmbar sind und folglich für spezifische Anwendungen und Probleme angepasst werden können.
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Die 3A bis 3D stellen verschiedene (Entspannungs-)Endzustände von Magneten gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Der bevorzugte Zustand der Magnete ist für eine negative Polarität durch eine ferromagnetische Konfiguration gegeben, in der die Magnetisierung beider Magnete zueinander jeweils parallel ausgerichtet ist, wie durch die Pfeile (entweder durchgezogen oder gestrichelt) für beide Magnete bezeichnet wird, die in dieselbe Richtung orientiert sind. Es wird nun auf 3A Bezug genommen. Es ist eine parallele Konfiguration mit einer ferromagnetischen Ordnung von zwei in einer Ebene angeordneten Magneten 301 dargestellt. Der in 3A dargestellte Endzustand wird durch eine negative Polarität der Spannungen (V < 0) oder der Richtung von Strömen erreicht, die durch die in 3B dargestellten kleinen Pfeile angedeutet sind. Es ist eine parallele Konfiguration dargestellt, die wiederum durch in gleicher Richtung orientierte Pfeile gekennzeichnet ist, wobei die parallele Konfiguration eine ferromagnetische Ordnung zweier PMA-Magnete 303 anzeigt. Der in 3B dargestellte Endzustand wird mittels einer negativen Polarität von Spannungen oder durch die Richtung von Strömen erreicht, wie durch die kleinen Pfeile gekennzeichnet ist.
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Der bevorzugte Zustand der Magnete ist für eine positive Polarität durch eine antiferromagnetische Konfiguration gegeben, in der die Magnetisierung der Magnete antiparallel zueinander orientiert ist, wie für die beiden Magnete durch entgegengesetzte Richtungen zeigende Pfeile gekennzeichnet ist. Es wird nun auf 3C Bezug genommen. Es ist eine antiparallele Konfiguration mit antiferromagnetischer Ordnung von zwei in einer Ebene angeordneten Magnete 305 dargestellt. Der in 3C dargestellte Endzustand wird durch eine positive Polarität von Spannungen oder der Richtung von Strömen erreicht, wie durch die kleinen Pfeile gekennzeichnet ist. 3D stellt eine antiparallele Konfiguration mit antiferromagnetischer Ordnung zweier PMA-Magnete 307 dar. Der in 3D dargestellte Endzustand wird durch positive Polarität von Spannungen (V > 0) oder durch die Richtung von Strömen erreicht, wie durch die kleinen Pfeile gekennzeichnet ist.
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Die beschriebenen Magnete, in einer Ebene angeordnet oder PMA, können in einer Vielzahl von Anordnungen ausgebildet sein. Die 4A bis 4C stellen drei Beispiele unterschiedlicher Arten von Magnetanordnungen entsprechend beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die in den 4A bis 4C dargestellten Anordnungen können in einer Ebene angeordnete Magnete oder PMA-Magnete darstellen. Es wird nun auf 4A Bezug genommen. Magnete 401 und Verbindungen 403 sind in einer Gitterarchitektur ausgebildet. 4B stellt Magnete 405 und Verbindungen 407 dar, die in einer Querstreifenarchitektur angeordnet sind. 4C stellt Magnete 409 und Verbindungen 411 dar, die in einer Dreiecksarchitektur angeordnet sind.
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Obwohl die Beschreibung der Vorrichtungen 100 und 100' mit Bezug auf die Lösung komplexer Optimierungsprobleme erfolgte, kann die vorliegende Beschreibung auch auf Vorrichtungen überfragen werden, die transistorbasierte Vorrichtungen verbessern oder ersetzen können und kann zur Lösung von Rechenproblemen mit einem beliebigen Grad an Komplexität verwendet werden. Die natürlichen Tendenzen und Eigenschaften der Vorrichtungen 100 und 100' ermöglichen es den Vorrichtungen 100 und 100', Rechenprobleme schneller und effizienter zu lösen, als bekannte Vorrichtungen, wie z. B. transistorbasierte Vorrichtungen. Die Vorrichtungen 100 und 100' können dazu verwendet werden, bekannte Vorrichtungen zu vervollständigen oder als ein vollständiger Ersatz für bekannte Vorrichtungen verwendet zu werden.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können verschiedene technische Effekte erreicht werden, wie z. B. die Skalierbarkeit, um Lösungen für Algorithmen bereitzustellen, die eine Komplexität aufweisen, die exponentiell zunimmt. Die vorliegende Erfindung ist bei der Lösung von komplexen Optimierungsproblemen industriell anwendbar, wie z. B. bei nichtdeterministisch-polynomiell vollständigen Problemen.
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Im Rahmen der vorligenden Beschreibung werden eine Multimagnet-Rechnervorrichtung (computing multi-magnet device) oder darauf basierende Vorrichtungen und ein Verfahren zur Lösung komplexer Rechnenprobleme (computing problems) bereitgestellt. In Ausführungsformen sind ein erster Magnet, ein zweiter Magnet und eine dazwischen angeordnete Verbindung vorgesehen, die den ersten und zweiten Magnet verbindet, wobei die Verbindung dazu konfiguriert ist, es der ersten und zweiten Magnet mittels einer Spannung oder eines Stroms zu ermöglichen, miteinander in Wechselwirkung zu treten, wobei der Strom oder Spannung an den ersten und zweiten Magnet angelegt und durch die Verbindung geleitet wird. Die Skalierbarkeit von Multi-Magnetrechnervorrichtungen stellt Lösungen für Algorithmen bereit, deren Komplexität exponetiell zunimmt.
