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Technik

Neues Material ermöglicht gehirnähnliche Berechnungen auf molekularer Ebene

Ein neu entdecktes Material ist in der Lage, das siliziumbasierte Computing zu umgehen und endlich die Ära des nachhaltigen Computing einzuläuten

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November 30 2022
Gianluca RiccioGianluca Riccio
⚪ 3 Minuten

Eine bahnbrechende Entdeckung an der University of Limerick in Irland hat zum ersten Mal gezeigt, dass unkonventionelle, gehirnähnliche Berechnungen sogar auf der winzigen Skala von Atomen und Molekülen möglich sind.

Forscher des Bernal Institute der University of Limerick Sie arbeiteten mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern. Das Ziel? Erstellen Sie eine neue Art von organischem Material, das aus seinem früheren Verhalten "lernen" kann.

Sie nennen es einen „dynamischen molekularen Schalter“ und beschreiben seine Entdeckung und Eigenschaften in einer neuen Studie in der internationalen Fachzeitschrift Nature Materials.

die Studie

Das multinationale Team unter der Leitung von Damien Thompson, Christian Nijhuis ed Enrique del Barco Es hat eine zwei Nanometer dicke Molekülschicht entwickelt (50.000 Mal dünner als eine Haarsträhne), die sich an ihre Geschichte „erinnert“, wenn Elektronen sie passieren.

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„Die Werte der An/Aus-Zustände ändern sich in diesem Material ständig“, erklärt Professor Thompson. "Das bietet eine disruptive neue Alternative zu herkömmlichen siliziumbasierten Digitalschaltern, die nur ein- oder ausgeschaltet werden können."

Der dynamische organische Schalter kann im Wesentlichen das gehirnähnliche synaptische Verhalten „Call and Response“ von Pavlov nachahmen.

Berechnung
Damien Thompson, Professor für molekulare Modellierung am Fachbereich Physik der Universität Limerick.

Berechnung wie in Gehirn

Um das dynamische Verhalten von Synapsen auf molekularer Ebene nachzubilden, kombinierten die Forscher schnellen Elektronentransfer (ähnlich schnellen Depolarisationsprozessen in der Biologie) mit langsamer diffusionsbegrenzter Protonenkopplung (ähnlich der Rolle von Neurotransmittern).

"Die Gemeinschaft weiß seit langem, dass die Siliziumtechnologie völlig anders funktioniert als unser Gehirn", sagen die Forscher.

Dafür haben wir neuartige elektronische Materialien verwendet, die auf „weichen“ Molekülen basieren, um gehirnähnliche Computernetzwerke zu emulieren.

Mögliche Anwendungen

Dieser wirkliche Durchbruch eröffnet eine völlig neue Palette adaptiver und rekonfigurierbarer Systeme und schafft neue Möglichkeiten in der nachhaltigen und grünen Chemie, von der effizienteren chemischen Durchflussproduktion von Arzneimitteln und anderen Mehrwertchemikalien bis hin zur Entwicklung neuer organischer Materialien für die Verarbeitung und Speicherdichte großer Rechenzentren.

Mit anderen Worten, es ebnet den Weg für eine nachhaltigere Computernutzung.

„Das ist erst der Anfang“, erklärt Thompson. "Wir sind bereits an der Erweiterung dieser neuen Generation intelligenter molekularer Materialien beteiligt, die die Entwicklung nachhaltiger alternativer Technologien ermöglichen werden, um die großen Herausforderungen in den Bereichen Energie, Umwelt und Gesundheit anzugehen."

Stichworte: Berechnung

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