JP6444920B2 - 計算装置および計算方法 - Google Patents
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- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
Description
スピントルク発振器では、閾電流以上の直流電流によって数百MHzから数十GHzの周波数を持つ磁化振動が励起され、その磁化振動が磁気抵抗効果によって交流の電気信号に変換される。スピントルク発振器は、典型的には2つの磁性層およびその間の非磁性層を含む。層に垂直な方向に直流電流を流すことにより第1の磁性層から第2の磁性層にスピン偏極した電流(スピン流)が流れ、第2の磁性層の磁化にスピントルクが働き、スピントルク発振器が発振する。ここでは、より一般に、直流電流により磁化振動を励起し交流の電気信号を出力する素子をスピントルク発振器と呼ぶ。例えば、スピン軌道相互作用がある材料を用いれば磁性体を用いることなくスピン流を生成することができ、スピン流により磁性体にスピントルクを働かせることで磁化振動を励起させることができることが知られている。
図1は、第1の実施形態に係る計算装置100を概略的に示している。計算装置100は、図1に示すように、可変直流電源装置101、スピントルク発振器部111、112、113、相互作用発生部121、122、測定部としての信号位相検出器131、イジングモデルのエネルギー最小解判定器132、相互作用コントローラ133、電流路141、142、143、および信号線151〜159を含む。本実施形態ではスピントルク発振器部の数は3であるが、これに限らず、2または4以上のスピントルク発振器部が設けられていてもよい。
まず、解くべきモデルに応じたスピントルク発振器間の相互作用が実装される。具体的には、相互作用コントローラ133は、解くべきモデルの相互作用係数Jijを受け取り、それに基づいて相互作用係数gijを設定し、相互作用係数gijを実現するように相互作用発生部121、122を動作させる。
まず、解くべきモデルの相互作用係数Jijがフィードバック演算器502に入力され、直流電流スケジュールが可変直流電源装置101に入力される。可変直流電源装置101は、直流電流スケジュールに従ってスピントルク発振器部111、112、113に直流電流を供給する。具体的には、可変直流電源装置101は、まずスピントルク発振器部111、112、113の発振閾値をやや超える値の電流を与える。定常発振状態に到達した後に、信号位相検出器131は、スピントルク発振器部111、112、113から得られる交流信号を測定し、測定結果をフィードバック演算器502に送る。フィードバック演算器502は、測定結果から相互作用項を計算する。可変交流電源装置501は、計算結果に対応する交流電流をスピントルク発振器部111、112、113に印加する。スピントルク発振器部111、112、113は時間発展させることで定常発振状態に到達する。信号位相検出器131、フィードバック演算器502、および可変交流電源装置501を用いたこの操作を、スピントルク発振器部111、112、113への入力とそれらからの出力が同じとなるまで繰り返す。
Claims (13)
- 第1のスピントルク発振器および第2のスピントルク発振器を含む複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を測定する測定部と、
を備え、
前記相互作用部は、前記第1のスピントルク発振器から得られる第1の交流信号の振幅および位相を変調し、前記変調した第1の交流信号を前記第2のスピントルク発振器に注入する電気回路と、前記第2のスピントルク発振器から得られる第2の交流信号の振幅および位相を変調し、前記変調した第2の交流信号を前記第1のスピントルク発振器に注入する電気回路と、を含む、計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号の位相を測定する測定部と、
を備える計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
参照信号を用いて、前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号の位相を測定する測定部と、
を備える計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を相互に参照することにより前記交流信号の位相を測定する測定部と、
を備える計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を測定する測定部と、
を備え、
前記相互作用部は、
前記測定部の測定結果に対して演算を行う演算器と、
前記演算器の演算結果に応じた交流電流を前記複数のスピントルク発振器に供給する交流電源装置と、
を含む、計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
磁性体を含む伝搬媒体を備え、前記伝搬媒体を伝搬するスピン波を用いて前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を測定する測定部と、
を備える計算装置。 - 複数のスピントルク発振器と、
前記複数のスピントルク発振器間の相互作用を制御する相互作用部と、
前記複数のスピントルク発振器の発振を励起する電流を供給する可変直流電源装置と、
前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を測定する測定部と、
を備え、前記相互作用は、XYモデルまたはイジングモデルの相互作用に設定される、計算装置。 - 前記測定部の測定結果から前記XYモデルまたは前記イジングモデルのエネルギー最小解を判定する判定器をさらに備える請求項7に記載の計算装置。
- 前記複数のスピントルク発振器にノイズ電流を供給するノイズ電流源をさらに備える請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の計算装置。
- 複数のスピントルク発振器と、相互作用部と、可変直流電源装置と、測定部と、を備える計算装置における計算方法であって、
前記相互作用部が、前記複数のスピントルク発振器間に相互作用を生じさせることと、
前記可変直流電源装置が、電流値が前記複数のスピントルク発振器の発振閾値未満から前記発振閾値を超えるように変化するようにして、前記複数のスピントルク発振器に直流電流を供給することと、
前記測定部が、前記複数のスピントルク発振器から得られる交流信号を測定することと、
を備える計算方法。 - 前記相互作用を生じさせることは、前記測定部の測定結果に対して演算を行い、演算結果に応じた交流電流を前記複数のスピントルク発振器に供給することを含む、請求項10に記載の計算方法。
- 前記交流電流を測定することおよび前記相互作用を生じさせることは、前記測定結果が収束するまで繰り返される、請求項11に記載の計算方法。
- 前記交流電流を測定することおよび前記交流電流を供給することが繰り返されるたびに前記直流電流が増大される、請求項12に記載の計算方法。
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