Ученые впервые создали наноустройство с нарушением симметрии, имитирующее работу мозга
Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) создали наноразмерное устройство на уникальной молекулярной платформе, которое в миллион раз энергоэффективнее современных решений и способно выполнять оптимальные вычисления в памяти. Устройство также отличается высокой воспроизводимостью и долговечностью.
Ключевое достижение — управляемое нарушение симметрии
Главным открытием, описанным в статье в Nature Nanotechnology (23 марта 2020), является реализация и управление зарядовым расслоением (нарушением электронной симметрии) в наноустройстве при комнатной температуре с помощью электрического поля. Ранее это явление наблюдалось только в специфических условиях (например, при высоких или низких температурах).
- Многофункциональность: Благодаря этому явлению устройство может работать как мемристор, мемконденсатор или даже выполнять обе функции одновременно.
- Материальная основа: Основой устройства является молекулярная система на основе редокс-активных лигандов, разработанная профессором Срибратой Госвами. Молекула действует как "электронная губка".
Перспективы для энергоэффективных вычислений
Современные вычислительные платформы не смогут поддерживать масштабные реализации алгоритмов ИИ на больших данных из-за ограничений по энергопотреблению. Новое устройство предлагает путь к переосмыслению вычислений на всех уровнях: материалов, устройств и архитектуры.
- Связь с нейроморфными вычислениями: Устройство способно к самоосцилляции и может демонстрировать хаотичный режим, что приближает его к принципам работы человеческого мозга — самой энергоэффективной и отказоустойчивой вычислительной системы.
- Превосходство над другими материалами: По мнению авторов, эта органическая молекулярная система может превзойти все продемонстрированные на сегодня оксидные и "овонические" материалы.
Следующие шаги
Команда NUS планирует разрабатывать эффективные схемы, имитирующие функции человеческого мозга, на основе этого класса материалов.