Ali Rida ISMAIL : Etude de NCVO Commensurable et Chaotique pour le Traitement de l'Information

Résumé :
La quantité de données utilisées dans les technologies de l'information augmente considérablement. Cela s'accompagne de la prolifération de technologies électroniques très avancées. Les problèmes thermiques, résultant de ces grands processus de données, imposent l'utilisation de nouvelles technologies et de nouveaux paradigmes à la place des circuits CMOS. Les dispositifs spintroniques sont l'une des nombreuses alternatives proposées jusqu'à présent dans la littérature. Dans ce travail, nous considérons un dispositif spintronique appelé oscillateur vortex à nano-contact (NCVO), qui a récemment commencé à attirer l'attention en raison de sa dynamique riche et variable. Cet oscillateur est actionné par un courant continu de polarisation et soumis à un champ magnétique, qui détermine sa dynamique de sortie. L'utilisation pratique du NCVO nécessite l'existence d'un modèle précis qui imite son aimantation de sortie et la trajectoire du vortex tournant autour du centre dans la couche supérieure de l'appareil. Ces deux variables sont nécessaires au calcul de la résistance équivalente du NCVO. Pour cela, nous construisons dans ce travail de thèse un modèle pour le NCVO produisant ces deux variables en utilisant une approche de calcul réservoir appelée réseau piloté par conceptor. Le réseau est formé sur les données NCVO acquises par simulation micromagnétique. Le modèle construit capture avec succès la dynamique du NCVO dans ses différents régimes (chaotique, périodique et quasi-périodique) avec un passage facile entre les régimes. Le même réseau est ensuite utilisé pour la détection du chaos dans la série des temps d'entrée. La méthode de détection de chaos proposée s'est révélée efficace et plus robuste par rapport aux méthodes existantes. Enfin, le modèle NCVO est exploité pour la génération de nombres véritablement aléatoires (TRNG) où une conception matérielle, alimentée par un signal chaotique généré par le modèle, est proposée. Cette conception a montré la capacité de concurrencer les techniques RNG existantes en termes de vitesse, de coût et de qualité.

Mots clés :
technologie de l'information, CMOS, spintronique, NCVO, reservoir computing, détection de chaos, TRNG.

Composition du jury :
> Rapporteurs :
- Aida TODRI-SANIAL,
- Ian O'CONNOR,
> Examinatrice :
- Virginie FRESSE
> Direction de thèse :
- Hassan RABAH, Directeur de thèse
- Slavisa JOVANOVIC, Co-directeur de thèse
- Sébastien PETIT-WATELOT, Co-directeur de thèse