《自然》杂志:超导突触处理信息能力超人脑

来源:科技日报

概要:据英国《自然》杂志网站近日报道,美国科学家研制出一款模拟人脑神经中枢处理过程的超导突触,其信息处理速度比人脑更快,而且更高效。

据英国《自然》杂志网站近日报道,美国科学家研制出一款模拟人脑神经中枢处理过程的超导突触,其信息处理速度比人脑更快,而且更高效。研究人员表示,尽管该人造突触商用还面临不少困难,但它是神经形态计算设备发展史上的里程碑,可用于未来类脑计算机中。

神经形态计算被认为代表了未来人工智能的重要发展方向,其灵感来源于人类大脑。神经形态设备模仿突触和神经元,将负责数据存储和数据处理的元器件整合到同一块芯片中,能更节能、更快速、更高效地处理和学习数据。

但目前此类设备的工作效率很低。此次,美国国家标准与技术研究院(NIST)的迈克尔·施耐德领导团队,利用铌超导体制造出了类神经元的电极,并用数千个纳米磁锰团簇填充超导体之间的空隙,获得了新的人造突触。

通过改变突触内磁场的大小,纳米团簇能对齐指向不同方向,使这一系统能编码信息,且计算能力超过其他神经形态系统。研究表明,这些突触每秒能传递信息十亿次,比人类神经元快几个数量级,而且使用的能量仅为生物突触的千分之一。计算模拟显示,合成神经元可对9个来源的输入进行核对,再将其传递给下一个电极。

不过施耐德表示,如果用于复杂的计算,需要数百万个突触;其次,这种突触只能在接近绝对零度的温度下运行,且要在液氦中冷却。英国曼彻斯特大学计算机工程师史蒂夫·弗伯认为,这可能使芯片不适合小型设备使用,但施耐德指出,冷却设备需要的能耗低于拥有同等计算能力的传统计算机的能耗。

加州理工学院电子工程师卡沃·米德认为该新方法很有创意,但目前人们还未能很好地理解生物突触的关键属性,因此,将新芯片用于实际计算中还需很长时间。

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