用量子材料打造人工腦 邁向更高效的智能未來
當我們提到大腦時,你能想到什麼?其實人腦本身就像是一台「超級電腦」,包含數十億神經元,這些神經元可以通過「突觸」相互交流,在我們大腦中形成一個巨大的社交網絡。不過,要模擬大腦的功能可不是一件簡單的事情,但這並沒有阻止加利福尼亞大學研究團隊的腳步!
這個研究團隊在第一階段就成功地模擬了大腦的單個元素(神經元和突觸)的行為。他們不僅探索了電極之間的「電刺激」,還研究了這種刺激對其他電極的影響。這種刺激可以比喻成我們的神經元之間的「閒聊」,這種交互被稱為「非局部性」,而那些可以模仿大腦功能的新設備,就像是我們自己的「迷你大腦」。
整件事情要追朔到2020年上旬,就當Covid-19流行時,位於加利福尼亞大學的實體實驗室關閉了,但並沒有阻止科學家們的研究。他們繼續利用電腦模擬,像是在虛擬世界中進行實驗,探究大腦中的神經元和突觸是如何運作的。經過模擬測試後,他們發現在理論上是可行的!而當實驗室重新開放後,這個虛擬實驗也就順理成章變成了真實的設備。
這些科學家們用一種薄薄的量子材料(鎳酸鹽膜,一種電子性質豐富的量子材料陶瓷)作為基底,然後像是在蛋糕上加上裝飾那般,放入了氫離子和金屬導體。每當有電流流入時,氫原子就會像是跳舞一樣,移動到特定的位置——機制跟大腦裡的記憶一樣,這個設備可以記住這個「舞蹈」的步伐。這樣一來,科學家們就可以像是調整舞蹈動作一樣,微調這些離子的位置,讓電流有更多的路徑可以流動。
這樣的研究為製造像大腦一樣的電腦開辟了新的可能性。不僅能夠高效地處理複雜的信息,而且還能保持低能量消耗,也為人工智能和機器學習的發展將帶來革命性的變革。此篇研究刊登在最新一期的《奈米通訊》(Nano Letters)。
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參考論文:
1.Spatial Interactions in Hydrogenated Perovskite Nickelate Synaptic Networks.《Nano Letters》
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