Химики создали молекулу, которая ляжет в основу нейроморфных чипов
Химики синтезировали молекулу, которая легла в основу нового вычислительного устройства. Работа этого устройства похожа на то, как действует мозг, а новая архитектура может стать основой нейроморфных процессоров будущего
Традиционная электроника начинает переживать кризис вычислительной мощности — для повышения скорости вычислений необходимо уменьшать размеры элементов, но в какой-то момент это станет физически невозможным. Поэтому исследователи со всего мира ищут способы создания архитектуры, которая пришла бы на смену этим электронным схемам.
Авторы новой работы исследовали металлоорганические молекулы, которые ранее синтезировали. Для моделирования новых супрамолекулярных структур, состоящих из 77 атомов, ученые использовали мощности Ирландского суперкомпьютерного центра. Проведенные расчеты показали, что синтезированная молекула использует естественную асимметрию в своих металлоорганических связях для четкого переключения между различными состояниями, что может обеспечить сверхбыстрое принятие решений в вычислительных системах на ее основе.
Новый тип вычислительной архитектуры, напоминающей мозг, был создан путем оптимизации электрических свойств мягких кристаллов, выращенных из молекул. По словам авторов, такая система устраняет «узкое место архитектуры фон Неймана» — проблему, которая с самого начала преследовала компьютеры и все еще препятствует развитию технологий. В новой молекулярной схеме компьютерному процессору больше не нужно получать данные для каждой выполняемой им операции, и это значительно экономит время и затраты энергии.
Согласно ученым, созданное ими устройство демонстрирует все признаки нейроморфного процессора. Во-первых, огромное количество крошечных идентичных молекул оказались объединены в сеть и стали работать параллельно. Что еще более важно, они продемонстрировали перенастраиваемость и «избыточность» — это значит, что устройство может решать вычислительные проблемы, даже если отдельные его компоненты не работают идеально или дают при одних и тех же расчетах одинаковые значения.
Статья исследователей опубликована в журнале Nature.