[发明专利]构造赝自旋的装置

说明书

本发明提供了一种构造赝自旋的装置，包括一晶体管，所述晶体管的栅极为输入端，源/漏极电学接地，漏/源极通过一隧道结电学连接至工作电平，所述隧道结为真随机数发生源，故所述晶体管的漏/源极端电平值即输出一随机数，所述随机数可以作为赝自旋取随机向上向下的状态，用以构造赝自旋。本发明由于采用真实物理过程作为真随机数的信号源，具有随机和不可预测等特性，因此消除了伪随机数的周期性和相关性等问题，产生的随机数分布均匀，符合不相关等特性，是一种高质量的真随机数，并利用在电子赝自旋构造上，可以实现真正满足量子态的随机的自旋态构造。

技术领域

本发明涉及微电子学领域，尤其涉及一种构造赝自旋的装置。

背景技术

针对目前量子算法研究中的问题，将Ising模型作为电路模拟的对象，在SOI器件中嵌入随机隧穿行为的隧道结来构造电压驱动的随机赝自旋来模拟Ising模型中相互作用的自旋。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种构造赝自旋的装置，能够在电路中简单便捷的构造出量子自旋态。

为了解决上述问题，本发明提供了一种构造赝自旋的装置，包括一晶体管，所述晶体管的栅极为输入端，源/漏极电学接地，漏/源极通过一隧道结电学连接至工作电平，所述隧道结为真随机数发生源，故所述晶体管的漏/源极端电平值即输出一随机数，所述随机数可以作为赝自旋取随机向上向下的状态，用以构造赝自旋。

可选的，所述晶体管为N型晶体管。

可选的，所述晶体管为SOI晶体管。

可选的，所述晶体管的源/漏极通过一保护电阻电学接地。

本发明由于采用真实物理过程作为真随机数的信号源，具有随机和不可预测等特性，因此消除了伪随机数的周期性和相关性等问题，产生的随机数分布均匀，符合不相关等特性，是一种高质量的真随机数，并利用在电子赝自旋构造上，可以实现真正满足量子态的随机的自旋态构造。本发明是利用集成电路实现的片内真随机数生成器，利用了芯片设计的流水线，同步处理和资源复用等技术，具有成本低，稳定性好，速率快，易于实现等优点。

附图说明

附图1所示是本发明所述具体实施方式的电路图。

附图2所示是本发明所述具体实施方式中所采用的隧穿磁阻的基本单元结构图。

附图3所示是本发明所述具体实施方式中电路中嵌入随机行为隧道结构造电压驱动的随机随机数生成器，其输入输出满足关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的构造赝自旋的装置的具体实施方式做详细说明。

每一个器件单元具有一个典型的二进制随机输出行为，其输入输出满足关系：

m_i＝θ[σ[I₁]-r]

具有标准化的输出m_i(0或1)，其值为0或1的概率分别记为P0和P1。而这些概率由归一化输入I_i控制：I_i＝0时m_i＝0m_i＝1的概率相等(P0＝P1＝0.5)，I_i值为正且远大于0时，m_i＝1(P0＝0，P1＝1)，I_i值为负且远小于0时，m_i＝0(P0＝1，P1＝0)。，Θ为单位阶跃函数，σ为σ函数，r是一个[0，1]区间的随机数。