p O que o fogo voa, Relógios de parede de Huygens, e até mesmo o coração de cantores de coro, tem em comum? Todos eles podem sincronizar seus respectivos sinais individuais em um único tom ou ritmo uníssono. p Agora, pesquisadores da Universidade de Gotemburgo ensinaram duas classes emergentes diferentes de osciladores de sinal de micro-ondas nano-escópicos, que podem ser usados ​​como futuros neurônios spintrônicos, cantar em uníssono com seus vizinhos.

p No início deste ano, eles anunciaram a primeira sincronização bem-sucedida de cinco chamados osciladores de torque de rotação de nano-contato. Nesse sistema, um dos nano-contatos desempenhou o papel de condutor, decidir qual nota cantar, e os outros nano-contatos alegremente seguiram seu exemplo. Este estado sincronizado foi melhor descrito como acionado e direcional, uma vez que cada nano-contato na cadeia só ouviu seu vizinho a montante, ajustou sua própria frequência de acordo, e, em seguida, aplicou essa frequência no próximo vizinho a jusante. A força de interação é a mesma entre cada vizinho e a cadeia pode, portanto, ser muito longa sem nenhum oscilador cantando desafinado.

p Desta vez, o mesmo grupo de pesquisa demonstrou a sincronização de até nove nano-osciladores de spin Hall baseados em nano-constrição. Neste sistema, não há condutor. Em vez disso, a organização é totalmente plana com cada oscilador agora ouvindo seus dois vizinhos. Como consequência, a nota é decidida de forma democrática, com o estado final de uníssono sendo um acordo de compromisso entre todas as frequências individuais originais. O estado sincronizado é, portanto, melhor descrito como mútuo e bidirecional. Isso significa que a informação agora pode viajar em ambas as direções e uma perturbação em qualquer local ao longo da cadeia do oscilador pode levar a um ajuste do tom de todo o coro.

p Ao fazer uso do efeito Spin Hall, não apenas para alimentar cada oscilador, mas também para melhorar o acoplamento entre as nanoconstrições, os autores também foram capazes de sincronizar dois osciladores separados por até 4 micrômetros.

p "Como as nanoconstrições têm apenas 100 nm de tamanho, isso corresponderia a uma linha de nove cantores, cada cantor a cerca de 80 metros de seu vizinho mais próximo, e ainda todos os cantores mantendo-se sintonizados, "diz Ahmad Awad, o primeiro autor do estudo. "A sincronização é, portanto, muito robusta".

p Os pesquisadores prevêem que ambos os tipos de osciladores podem desempenhar papéis importantes em futuras redes oscilatórias para computação neuromórfica baseada em ondas. Por exemplo, entradas e saídas da rede requerem direcionalidade para garantir que as informações viajem na direção correta e que as saídas não sejam perturbadas por qualquer interferência potencial ou outros sinais espúrios. Contudo, dentro da rede, deseja-se fazer uso do paralelismo e da resposta coletiva de todos os osciladores. Portanto, isso requer bidirecionalidade e sincronização mútua dentro da própria rede.

p Diz o Prof. Johan Åkerman, o principal investigador por trás dos resultados:"A demonstração dos conceitos-chave de sincronização acionada e mútua em osciladores de micro-ondas nanoscópicos é realmente apenas o primeiro passo. A robustez de nossos resultados agora nos dá a liberdade de design para explorar redes de osciladores de qualquer usando uma ampla gama de layouts diferentes apenas limitados pela imaginação de alguém. Adicione o potencial para computação neuromórfica e você verá por que estamos tão animados! "