環(huán)球視點(diǎn)！MIT開發(fā)“質(zhì)子”人工突觸 其運(yùn)行速度比人腦突觸快一百萬倍

(資料圖)

由于其獨(dú)特的神經(jīng)元和突觸結(jié)構(gòu)，人腦被認(rèn)為是世界上最強(qiáng)大的處理器。模仿這種模擬設(shè)置可以制造出更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，它通過串聯(lián)執(zhí)行操作和在內(nèi)存中處理數(shù)據(jù)，而不是在不同的組件之間傳輸數(shù)據(jù)來節(jié)省時(shí)間和能源。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用了這一原理，但它們有自己的硬件限制。

現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)可能已經(jīng)破解了其中的一個(gè)限制。研究人員開發(fā)了一種新型的可編程電阻器，它們是模擬處理器的構(gòu)建模塊。這些設(shè)備的導(dǎo)電性可以根據(jù)需要切換為傳導(dǎo)或阻斷離子，這些電阻的陣列可以像天然的神經(jīng)元和突觸一樣處理和傳輸信息。

在這種情況下，該團(tuán)隊(duì)對該公式做了一些改進(jìn)。首先，電阻是傳導(dǎo)質(zhì)子的，這是最小的離子，只要有一點(diǎn)幫助就能以極快的速度移動(dòng)。但主要的變化是固體電解質(zhì)，它是由磷硅酸鹽玻璃（PSG）制成的--本質(zhì)上是添加了一點(diǎn)磷的二氧化硅。這種無機(jī)材料被發(fā)現(xiàn)在室溫下具有很高的質(zhì)子導(dǎo)電性，這要?dú)w功于它的納米級(jí)孔隙，這些孔隙允許質(zhì)子通過，同時(shí)阻止了電子。

當(dāng)施加一個(gè)高達(dá)10伏的強(qiáng)電場時(shí)，質(zhì)子以閃電般的速度穿過設(shè)備堆棧。這使得模擬處理器的數(shù)據(jù)傳輸速度比以前的版本快一百萬倍--包括人腦的突觸。

重要的是，即使所有的能量都通過它，電阻器在數(shù)百萬次的循環(huán)中也不會(huì)崩潰，因?yàn)橘|(zhì)子的尺寸和質(zhì)量較小，意味著它們不會(huì)損壞材料。而且，由于PSG是一種針對電子的絕緣體，很少有電流通過該設(shè)備，使其保持冷卻并減少能源使用。

研究人員計(jì)劃對設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以便能夠大量制造這些電阻，從而生產(chǎn)出它們的陣列，看看它們?nèi)绾喂餐ぷ?。這最終可能導(dǎo)致更快的計(jì)算機(jī)類型。

該研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。