Une image de dessin animé d'une synapse photonique dans un réseau de neurones. Crédit :Harish Bhaskaran
Les scientifiques ont franchi une étape cruciale vers le déverrouillage du "Saint Graal" de l'informatique - des micropuces qui imitent la façon dont le cerveau humain fonctionne pour stocker et traiter l'information.
Une équipe de recherche, dont le professeur C. David Wright de l'Université d'Exeter, ont fait une percée pionnière en développant des puces informatiques photoniques - qui utilisent la lumière plutôt que l'électricité - qui imitent le fonctionnement des synapses du cerveau.
L'oeuvre, menée par des chercheurs d'Oxford, Universités de Münster et d'Exeter, matériaux à changement de phase combinés - couramment trouvés dans les articles ménagers tels que les disques optiques réinscriptibles - avec des circuits photoniques intégrés spécialement conçus pour fournir une réponse synaptique de type biologique.
Surtout, leurs synapses photoniques peuvent fonctionner à des vitesses mille fois plus rapides que celles du cerveau humain. L'équipe pense que la recherche pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de l'informatique, où les machines fonctionnent et pensent de la même manière que le cerveau humain, tout en exploitant la vitesse et l'efficacité énergétique des systèmes photoniques.
La recherche est publiée dans Avancées scientifiques mercredi, 27 septembre 2017.
Le professeur Harish Bhaskaran de l'Université d'Oxford et qui a dirigé l'équipe a déclaré :« Le développement d'ordinateurs qui fonctionnent davantage comme le cerveau humain est un Saint Graal des scientifiques depuis des décennies. Via un réseau de neurones et de synapses, le cerveau peut traiter et stocker de grandes quantités de informations simultanément, en utilisant seulement quelques dizaines de watts de puissance. Les ordinateurs conventionnels ne peuvent pas s'approcher de ce genre de performances."
Un schéma d'une synapse photonique imitant la synapse biologique reliant les neurones. Crédit :Harish Bhaskaran
Professeur C David Wright, co-auteur de l'Université d'Exeter, également expliqué :« Les ordinateurs électroniques sont relativement lents, et plus nous les fabriquons rapidement, plus ils consomment d'énergie. Les ordinateurs conventionnels sont également assez « idiots », sans aucune des capacités d'apprentissage et de traitement parallèle intégrées du cerveau humain. Nous abordons ces deux problèmes ici - non seulement en développant non seulement de nouvelles architectures informatiques de type cérébral, mais aussi en travaillant dans le domaine optique pour tirer parti des énormes avantages de vitesse et de puissance de la prochaine révolution photonique sur silicium. »
Professeur Wolfram Pernice, un co-auteur de l'article de l'Université de Münster a ajouté :« Étant donné que les synapses sont plus nombreuses que les neurones dans le cerveau d'environ 10, 000 à 1, tout ordinateur semblable à un cerveau doit être capable de reproduire une forme d'imitation synaptique. C'est ce que nous avons fait ici."
« Synapse photonique sur puce » par Zengguang Cheng, Carlos Rios, Wolfram Pernice, C David Wright et Harish Bhaskaran est publié dans Avancées scientifiques .
