[发明专利]基于斯格明子的随机数据流计算系统和计算控制方法

权利要求书

1.一种基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，包括：依次连接的随机数产生模块、数据存储模块以及随机运算模块；所述随机数产生模块根据输入数据产生真随机数据流；所述数据存储模块用于存储所述真随机数据流，和/或存储由所述随机运算模块输出的运算结果；所述随机运算模块对所述数据存储模块中的数据进行逻辑运算，并将运算结果发送至所述数据存储模块和/或将所述运算结果输出；

其中，所述随机数产生模块、所述数据存储模块以及所述随机运算模块中至少一个包含斯格明子；所述随机数产生模块包括：斯格明子随机数发生器、比较器以及输入缓存单元；

所述输入缓存单元用于缓存所述输入数据，所述斯格明子随机数发生器用于产生随机数，所述比较器比较所述输入数据与所述随机数产生所述真随机数据流；

所述斯格明子随机数发生器包括：从下到上依此设置的重金属层、铁磁自由层、隧穿层以及铁磁固定层，所述隧穿层以及所述铁磁固定层包括大小相同的两部分，形成两个磁隧道结，用于感知铁磁自由层中的磁阻变化；

所述斯格明子随机数发生器为基于热扰动的真随机数发生器，利用斯格明子的布朗运动产生随机数，和/或基于纳米多层膜的随机逻辑器件，利用斯格明子在磁性多层膜中的运动实现基本布尔逻辑函数。

2.根据权利要求1所述的基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，所述数据存储模块包括：斯格明子赛道存储器。

3.根据权利要求2所述的基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，所述斯格明子赛道存储器包括：多条赛道，每条赛道均包括：斯格明子写入端、斯格明子读取端、纳米轨道、数据输入端以及数据输出端；

其中，所述斯格明子写入端产生斯格明子，所述斯格明子读取端检测斯格明子，所述纳米轨道用于完成多个斯格明子的分布和运动，所述数据输入端接收待存储的数据，所述数据输出端读取存储的数据。

4.根据权利要求1所述的基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，所述随机运算模块为布尔逻辑运算单元，包括：斯格明子与门、斯格明子或门、斯格明子非门中的一个或多个的组合。

5.根据权利要求4所述的基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，所述随机运算模块包括：斯格明子加法器和/或斯格明子乘法器。

6.根据权利要求1所述的基于斯格明子的随机数据流计算系统，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制模块连接所述随机数产生模块、所述数据存储模块以及所述随机运算模块。

7.一种基于斯格明子的随机数据流计算控制方法，其特征在于，包括：

将输入数据输送至输入缓存单元，完成数据缓存；

将所述输入缓存单元中缓存的输入数据传送至比较器，同时，控制斯格明子随机数发生器产生随机数传送至所述比较器，以使所述比较器比较所述输入数据与所述随机数产生真随机数据流；

将所述真随机数据流传输至数据存储模块，进行数据存储；

将所述数据存储模块中的数据传送至随机运算模块进行逻辑运算；

将所述随机运算模块输出的运算结果发送至所述数据存储模块和/或将所述运算结果输出至外部微处理器；

其中，

所述斯格明子随机数发生器包括：从下到上依此设置的重金属层、铁磁自由层、隧穿层以及铁磁固定层，所述隧穿层以及所述铁磁固定层包括大小相同的两部分，形成两个磁隧道结，用于感知铁磁自由层中的磁阻变化；

所述斯格明子随机数发生器为基于热扰动的真随机数发生器，利用斯格明子的布朗运动产生随机数，和/或基于纳米多层膜的随机逻辑器件，利用斯格明子在磁性多层膜中的运动实现基本布尔逻辑函数。