В сотрудничестве с Лехайским университетом (штат Пенсильвания) сотрудники Лаборатории армейских исследований (ARL) Управления по развитию боевых способностей Армии США (CCDC) разработали уникальную систему материалов для реализации нейроморфных вычислений.

«Нейроморфными называют материалы или их сочетания, способные обеспечить как вычисления так и функции памяти в устройствах», – говорит Сина Наджмай (Sina Najmaei), научный сотрудник и инженер-электротехник ARL. Доктор Наджмай является одним из авторов статьи в майском номере журнала Materials Today, посвящённой динамической реконфигурации электронных и фононных свойств в многослойных структурах 2D-материала, дисульфида гафния (HfS2).

Эта статья стала итогом 4-летней работы группы из ARI по изучению свойств 2D-материалов и их ван-дер-ваальсовых многослойных гетероструктур и их использованию для приложений высокопроизводительной электроники.

Динамическая реконфигурируемость это необходимое условие для воплощения в жизнь инновационных парадигм нейроморфных и квантовых вычислений. Как оказалось, удобный механизм для реализации подобной реконфигурируемости может предоставить уникальная структура 2D-слоев, удерживаемых вместе слабыми ван-дер-ваальсовыми силами.

Авторы показали, что химические взаимодействия между металлоорганическими соединениями и дисульфидом гафния делают возможными электрическое управление процессами межслойного дрейфа и зарядки-разрядки. В частности, регулирование таким способом органометаллической концентрации обеспечивает динамический 400-кратный контроль электропроводимости и 4-кратный – тепловой (фононной) проводимости между слоями.

Это исследование по мнению его участников будет способствовать скорейшему созданию практичных нейроморфных компьютеров. Прогресс в этом направлении сегодня тормозит низкая эффективность современных транзисторов.

Нейроморфные системы обладают многими преимуществами, такими как устойчивость к повреждениям, обучаемость, способность адаптироваться к изменениям. Но в первую очередь их распространение помогло бы снизить на 3–6 порядков расходы энергии на вычисления по сравнению с традиционными компьютерными технологиями.

Источник: ko.com.ua