Recherche publiée mercredi, dans Rapports scientifiques sur la nature présente une carte théorique de l'utilisation de matériaux ferroélectriques pour traiter les informations à l'aide d'une logique à valeurs multiples - un saut au-delà des simples uns et des zéros qui composent nos systèmes informatiques actuels qui pourraient nous permettre de traiter les informations beaucoup plus efficacement.

Le langage des ordinateurs s'écrit en seulement deux symboles :des uns et des zéros, signifiant oui ou non. Mais un monde de possibilités plus riches nous attend si nous pouvions nous étendre à trois valeurs ou plus, de sorte que le même commutateur physique puisse coder beaucoup plus d'informations.

"Le plus important, cette nouvelle unité logique permettra le traitement de l'information en utilisant non seulement "oui" et "non", mais aussi des opérations "oui ou non" ou "peut-être", " dit Valerii Vinokur, un scientifique des matériaux et Distinguished Fellow au Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis et l'auteur correspondant de l'article, avec Laurent Baudry avec l'Université des Sciences et Technologies de Lille et Igor Lukyanchuk avec l'Université de Picardie Jules Verne.

C'est ainsi que notre cerveau fonctionne, et ils sont de l'ordre d'un million de fois plus efficaces que les meilleurs ordinateurs que nous ayons jamais réussi à construire, tout en consommant des ordres de grandeur moins d'énergie.

"Notre cerveau traite tellement plus d'informations, mais si nos synapses étaient construites comme nos ordinateurs actuels, le cerveau ne ferait pas que bouillir mais s'évaporerait de l'énergie qu'ils utilisent, " dit Vinokur.

Alors que les avantages de ce type de calcul, appelée logique multivaluée, sont connus depuis longtemps, le problème est que nous n'avons pas découvert de système matériel qui pourrait le mettre en œuvre. À l'heure actuelle, les transistors ne peuvent fonctionner que comme "on" ou "off, " donc ce nouveau système devrait trouver une nouvelle façon de maintenir systématiquement plus d'états, ainsi qu'être facile à lire et à écrire et, idéalement, travailler à température ambiante.

D'où l'intérêt de Vinokur et de l'équipe pour les ferroélectriques, une classe de matériaux dont la polarisation peut être contrôlée avec des champs électriques. Comme les ferroélectriques changent physiquement de forme lorsque la polarisation change, ils sont très utiles dans les capteurs et autres appareils, tels que les appareils à ultrasons médicaux. Les scientifiques sont très intéressés à exploiter ces propriétés pour la mémoire informatique et d'autres applications; mais la théorie derrière leur comportement est encore en train d'émerger.

Le nouvel article présente une recette grâce à laquelle nous pourrions exploiter les propriétés de films très minces d'une classe particulière de matériaux ferroélectriques appelés pérovskites.

D'après les calculs, les films pérovskites pouvaient en contenir deux, Trois, ou même quatre positions de polarisation qui sont énergétiquement stables - "pour qu'elles puissent 'cliquer' en place, et ainsi fournir une plate-forme stable pour le codage des informations, " dit Vinokur.

L'équipe a calculé ces configurations stables et comment manipuler la polarisation pour la déplacer entre des positions stables à l'aide de champs électriques, dit Vinokur.

« Quand nous réalisons cela dans un appareil, cela augmentera énormément l'efficacité des unités de mémoire et des processeurs, " Vinokur a déclaré. "Cela offre une étape importante vers la réalisation de ce qu'on appelle l'informatique neuromorphique, qui s'efforce de modéliser le cerveau humain."

Vinokur a déclaré que l'équipe travaille avec des expérimentateurs pour appliquer les principes afin de créer un système fonctionnel.

L'étude, intitulé "Cellule de mémoire multibits protégée par symétrie ferroélectrique, " a été publié le 8 février.