Comme les techniques biologiques (à gauche), les comportements complexes de zustande kommend – qui surviennent chaque fois que des composants séparés sont généralement fusionnés dans un système coordonné – dérivent également de réseaux neuromorphiques composés de dispositifs basés sur des matériaux quantiques (à droite). Crédit : UCSD
Le verrouillage des épidémies force une toute nouvelle perspective sur les styles des appareils informatiques futuristes basés sur l’IA.
La productivité scientifique innovante d’Isaac Newton tout en étant isolée de la distribution du problème bubonique est légendaire. Les physiciens du parc nord de l’université ou du collège de Californie peuvent désormais déclarer un enjeu dans les annales de la science axée sur les pandémies.
L’équipe de chercheurs de l’UC San Diego et des collègues de l’Université Purdue ont maintenant contrôlé la fondation de nouvelles formes d’ordinateurs à intelligence artificielle qui imitent les fonctions de l’esprit, une réalisation qui a abouti à la COVID-19[feminine verrouillage de l’épidémie. En fusionnant de nouveaux composants de superinformatique avec des oxydes spécialisés, les chercheurs ont efficacement démontré la colonne vertébrale des réseaux associés aux circuits et aux gadgets qui reflètent la connectivité particulière des neurones et des synapses au sein des réseaux d’organes nerveux à base biologique.
Les simulations particulières sont mentionnées dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Alors que les besoins en bande passante des systèmes informatiques et autres appareils d’aujourd’hui atteignent leur limite technologique, les scientifiques travaillent vers un avenir dans lequel de nouveaux matériaux peuvent être orchestrés pour imiter la vitesse et la précision associées aux techniques nerveuses animales. L’informatique neuromorphique dépendant des matériaux quantiques, qui présentent généralement des qualités basées sur la mécanique quantique, permet aux scientifiques de dépasser les limites particulières des matériaux semi-conducteurs conventionnels. Cette polyvalence avancée particulière ouvre la porte à des appareils de nouvelle génération qui sont beaucoup plus flexibles avec des demandes d’énergie réduites par rapport aux appareils d’aujourd’hui. Quelques-uns de ces efforts sont dirigés par le département associé à Alex Frañó, professeur adjoint de physique, ainsi que par d’autres chercheurs du département Portion Materials for Energy-efficient Neuromorphic Computing (Q-MEEN-C) de l’UC San Diego, un département associé à Energy-supported Energy Frontier. Centre de recherche.
« Au cours des cinquante dernières années, nous avons observé des réalisations technologiques incroyables qui ont abouti à des systèmes informatiques de plus en plus petits et plus rapides, mais en réalité, ces appareils ont des limites en termes d’espace de stockage de données et d’apport énergétique », a déclaré Frañó, qui a servi parmi les PNAS les auteurs de l’article, ainsi que l’ancien chancelier de l’UC San Diego, le président de l’UC et le physicien Robert Dynes. « L’informatique neuromorphique est certainement inspirée par les processus de zustande kommend de nombreux neurones, axones et dendrites qui sont liés dans tout notre corps au sein d’un système anxieux extrêmement complexe. ”
En tant que physiciens expérimentateurs, Frañó et Dynes sont généralement occupés dans leurs laboratoires à utiliser des instruments de pointe pour explorer de nouveaux matériaux. Mais avec le début particulier de l’épidémie, Frañó et ses collègues ont été contraints de s’isoler avec des problèmes sur la façon dont ils continueraient à faire avancer leurs recherches. Ils ont finalement réalisé qu’ils pouvaient faire progresser leur science particulière du point de vue des simulations associées aux matériaux quantiques.
“Il s’agit d’un article sur l’épidémie”, a déclaré Frano. «Mes co-auteurs et moi avons décidé d’étudier cette question d’un point de vue plus théorique. Nous nous sommes donc assis et avons commencé à organiser des conférences hebdomadaires (basées sur Zoom). Finalement, l’idée a germé et a décollé. ”
L’innovation des chercheurs reposait sur l’association de deux variétés de substances quantiques : des composants supraconducteurs à base d’oxyde de cuivre et des matériaux de transition isolants métalliques à base d’oxyde de nickel. Ils ont créé des « dispositifs de boucle » fondamentaux qui pourraient être contrôlés avec précision à l’échelle nanométrique avec de l’hélium et de l’hydrogène, mettant en évidence la manière dont les neurones et les synapses sont liés. En ajoutant plus de ces produits qui relient et échangent des informations les uns avec les autres, les simulations ont démontré qu’elles finiront par permettre la création d’une gamme de gadgets en réseau qui affichent des propriétés de zustande kommend comme le cerveau d’un animal.
Comme le cerveau, les produits neuromorphiques sont conçus pour améliorer les connexions qui sont essentielles les unes aux autres, comme la façon dont les synapses considèrent des messages plus importants par rapport aux autres.
“C’est surprenant que lorsque vous commencez à mettre plus de spirale, vous commencez à voir des comportements que vous n’aviez pas anticipés”, a déclaré Frañó. «À partir de ces articles, nous pouvons imaginer y parvenir avec six, vingt ou cent de ces appareils, puis cela deviendra exponentiellement riche par la suite. En fin de compte, l’objectif est de créer un système énorme et complexe de ces appareils qui auront la capacité d’apprendre et de s’adapter. ”
Avec des restrictions d’épidémie assouplies, les grands collègues de Frañó sont en laboratoire, testant les simulations théoriques particulières expliquées dans le PNAS papier avec des instruments réels.
Guide : « Réseaux neuromorphiques émergents à basse température avec dispositifs à oxyde connexes » simplement par Uday S. Goteti, Ivan A. Zaluzhnyy, Shriram Ramanathan, Robert C. Dynes plus Alex Frano, 25 août 2021, Actes de l’Académie nationale associée aux sciences .
DOI : dix. 1073/pnas. 2103934118
Les auteurs de l’article sont : Uday Goteti, Ivan Zaluzhnyy, Shriram Ramanathan, Robert Dynes et Alex Frañó.
La recherche a été soutenue par Q-MEEN-C, qui est financé par les Oughout. S. Departement of one, Office of Technology, Basic Energy Sciences (DE-SC0019273).
