Inžinieri vytvárajú tranzistory, ktoré sú 10 000-krát rýchlejšie ako mozgové synapsie

Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu vyvinuli programovateľné tranzistory,

10 000-krát rýchlejšie ako synapsie mozgu.Nielen vysoká rýchlosť spracovania dát, ale aj dobrá energetická účinnosť.

Pracovný mechanizmus zariadenia jeelektrochemická inkorporácia drobného iónu, protónu, do izolačného oxidu na moduláciu jeho elektronickej vodivosti, vysvetľujú autori. Vedci použili silné elektrické pole na urýchlenie protónov a uvedenie iónových tranzistorov do nanosekundového režimu prevádzky.

Výskumníci poznamenávajú, že tajomstvo novéhozariadenia využívajúce anorganické fosfosilikátové sklo. Poskytuje ultrarýchly pohyb protónov, pretože obsahuje veľa pórov s veľkosťou nanometrov, ktorých povrchy poskytujú cesty pre difúziu elementárnych častíc. Znesie aj veľmi silné pulzné elektrické polia.

Akčný potenciál v biologických bunkáchstúpa a klesá na časovej škále milisekúnd, pretože potenciálny rozdiel približne 0,1 voltu je obmedzený stabilitou vody. Pri našej práci aplikujeme až 10 voltov cez špeciálny, nano-hrubý, tvrdý sklenený film, ktorý vedie protóny bez toho, aby ho poškodil. A čím je pole silnejšie, tým rýchlejšie iónové zariadenia pracujú.

Yu Li, profesor na Massachusetts Institute of Technology a spoluautor práce

V ľudskom mozgu prebieha učenie prostredníctvomposilnenie a oslabenie spojení medzi synapsiami. Hlboké neurónové siete používajú podobnú stratégiu, keď sú váhy uzlov (neurónov) naprogramované pomocou učebných algoritmov. Pri použití procesorov zvýšenie a zníženie elektrickej vodivosti protónových rezistorov poskytuje analógové strojové učenie.

Vodivosť je riadená pohybom protónov.Na zvýšenie vodivosti sa do kanála v rezistore vtlačí viac protónov a na zníženie vodivosti sa protóny vypudia. To sa dosiahne použitím elektrolytu (podobného batérii), ktorý vedie protóny, ale blokuje elektróny. Zvýšenie rýchlosti protónov výrazne urýchľuje proces strojového učenia.

Obrázok na obale: Umelecké znázornenie protónového programovateľného odporu. Zdroj: Ella Maru Studio, Murat Onen, MIT

Čítaj viac:

Nadzvukové lietadlo poletí rýchlosťou 2000 km/h a preletí oceán za 3,5 hodiny

Vedci nafilmovali zvláštneho tvora s chápadlami, ktoré si pomýlili s kvetom

Vytvoril kvantový počítač, ktorý „prekračoval binárny systém“