MIT开发“质子”人工突触 其运行速度比人脑突触快一百万倍

2022年08月04日 17:04 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,麻省理工学院(MIT)的工程师们开发了一种新型的人工突触,这种突触能效极高,速度极快,处理数据的速度比人脑中的突触快一百万倍。关键是一种模拟设计,在周围穿梭的是质子而不是电子。

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由于其独特的神经元和突触结构,人脑被认为是世界上最强大的处理器。模仿这种模拟设置可以制造出更强大的计算机,它通过串联执行操作和在内存中处理数据,而不是在不同的组件之间传输数据来节省时间和能源。神经网络利用了这一原理,但它们有自己的硬件限制。

现在,麻省理工学院的团队可能已经破解了其中的一个限制。研究人员开发了一种新型的可编程电阻器,它们是模拟处理器的构建模块。这些设备的导电性可以根据需要切换为传导或阻断离子,这些电阻的阵列可以像天然的神经元和突触一样处理和传输信息。

在这种情况下,该团队对该公式做了一些改进。首先,电阻是传导质子的,这是最小的离子,只要有一点帮助就能以极快的速度移动。但主要的变化是固体电解质,它是由磷硅酸盐玻璃(PSG)制成的--本质上是添加了一点磷的二氧化硅。这种无机材料被发现在室温下具有很高的质子导电性,这要归功于它的纳米级孔隙,这些孔隙允许质子通过,同时阻止了电子。

当施加一个高达10伏的强电场时,质子以闪电般的速度穿过设备堆栈。这使得模拟处理器的数据传输速度比以前的版本快一百万倍--包括人脑的突触。

重要的是,即使所有的能量都通过它,电阻器在数百万次的循环中也不会崩溃,因为质子的尺寸和质量较小,意味着它们不会损坏材料。而且,由于PSG是一种针对电子的绝缘体,很少有电流通过该设备,使其保持冷却并减少能源使用。

研究人员计划对设计进行调整,以便能够大量制造这些电阻,从而生产出它们的阵列,看看它们如何共同工作。这最终可能导致更快的计算机类型。

该研究发表在《科学》杂志上。

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