МОСКВА, 28 июля. /ТАСС/. Южнокорейские и американские физики создали миниатюрный прибор, излучающий вспышки света под действием электрических импульсов примерно таким же образом, как возникают всплески активности в реальных нервных клетках в мозге человека. Подобные рукотворные нейроны помогут объединить световые и электронные компьютеры будущего, пишут исследователи в статье в научном журнале Nature Electronics.
"И электронные, и оптические методы хранения и обработки информации обладают своими плюсами и минусами. К примеру, использование фазовых переходов в электронике позволяет одновременно обрабатывать большие объемы данных, тогда как для оптики характерны высокие скорости работы и пропускной способности памяти. Созданные нами устройства объединяют эти функции в одном материале, что ускорит развитие нового железа для ИИ", - говорится в исследовании.
Эта технология была разработана группой американских и южнокорейских физиков под руководством профессора Стэнфордского университета (США) Эрика Попа. Созданные его командой рукотворные нейроны представляют собой тонкие пленки из оксида ниобия определенной длины, толщины и ширины, нанесенные на подложку из сапфира и подключенные к набору электродов из палладия и алюминия.
Как объясняют исследователи, им удалось подобрать такие параметры изготовления этих пленок, что они представляют собой так называемые "изоляторы Мотта". Так физики называют особые материалы, которые теряют проводящие свойства и становятся изоляторами в результате особых взаимодействий между электронами в соседних прослойках. Этой характеристикой изоляторов Мотта можно управлять при помощи электрических полей, что позволяет использовать их в качестве программируемых "выключателей", резко повышая или понижая их проводимость.
Исслеодватели обнаружили, что при определенных обстоятельствах внутри этих структур возникают колебания, подобные импульсам нервных клеток, причем пики этой "нервной активности" сопровождаются формированием вспышек видимого света. Подобным образом, как отмечают физики, эти пленки вели себя не только при температуре в сотни градусов Цельсия, как кристаллы из оксида ниобия, но и в комнатных условиях, что облегчает их практическое использование.
В частности, ученые предполагают, что созданные ими оптоэлектронные нейроны можно использовать для быстрой оптической передачи данных между разными компонентами нейроморфных систем на большие расстояния, а также для долговременного хранения информации в виде электрических колебаний. Все это, как надеются исслеодватели, значительно ускорит разработку природоподобных вычислительных систем.