Ученые разработали синаптический транзистор для имитации работы человеческого мозга

22 декабря 2023, 20:04

Источник:

Semiconductor Digest

Группа ученых из нескольких университетов США добилась значительных успехов в сближении компьютерной архитектуры и человеческого мозга. Их творение – синаптический транзистор – способно потенциально преодолеть разрыв между биологическими и электронными системами.

Как преодолеть барьер

Существует фундаментальная разница в том, как мозг и компьютер обрабатывают и сохраняют информацию. Именно эта разница уже давно является серьезной проблемой для ученых. В отличие от традиционных компьютеров, пересылающих данные между процессорами и банками памяти, человеческий мозг объединяет эти функции в одном месте. Отсутствующим звеном была соответствующая ячейка памяти, способная одновременно выполнять функции транзистора.

Прорыв произошел после создания синаптического транзистора, который работает при комнатной температуре и потребляет очень мало – 20 пиковат (пВт). Команда исследователей углубилась в сферу квантовых муаровых материалов, которые обычно требуют криогенных условий, и успешно продемонстрировала свою инновацию при комнатной температуре.

Подробнее о важном открытии

Синаптический транзистор состоит из двух слоев материала атомной толщины, графена и нитрида бора, перекрывающих друг друга и расположенных с небольшим смещением в горизонтальной плоскости.
Магия заключается в муаровом узоре, созданном поворотом одного слоя под определенным углом, вызывающим отдельные взаимодействия, известные как магические углы.
Эти углы вызывают кулоновское взаимодействие между материалами, что приводит к экзотическим электрическим явлениям, которые не наблюдаются в обычных материалах.

Ученые продолжили свою работу

Исследователи также создали нейронные схемы на основе этих синаптических транзисторов, продемонстрировав их способность содействовать ассоциативному обучению. Экспериментальные схемы были обучены распознавать двоичные группы цифр, успешно отличая такие паттерны, как 000 и 111 от 101.

Как указано в аннотации к статье, опубликованной в журнале Nature, эти результаты имеют глубокое значение: "муаровый синаптический транзистор обеспечивает эффективные схемы для вычислений в памяти и обещает передовые аппаратные педали газа для искусственного интеллекта и машинного обучения".

Читайте на сайте Ученые скоро запустят компьютерный аналог человеческого мозга

Эта революционная разработка может стать решающим шагом на пути реализации конвергенции биологических и электронных систем, предлагая новые возможности для будущего передовых аппаратных средств в области искусственного интеллекта и машинного обучения.