Une paire de chercheurs en science des matériaux et en ingénierie de la Northwestern University a mené une enquête sur les dispositifs et architectures neuromorphiques émergents qui pourraient être activés par l'utilisation de nanomatériaux. Dans leur article publié dans la revue Nature Nanotechnologie , Vinod Sangwan et Mark Hersam décrivent les trois principaux types de nanomatériaux qui pourraient remplacer les composants beaucoup plus gros actuellement utilisés dans les systèmes informatiques.

Comme le notent Sangwan et Hersam, l'informatique est à la croisée des chemins. Les informaticiens et les utilisateurs souhaitent que les progrès réalisés au cours des dernières décennies se poursuivent. Les appareils d'aujourd'hui représentent une amélioration très significative par rapport à ceux d'il y a seulement deux ou trois décennies. Mais il y a deux obstacles principaux à l'horizon qui empêcheront de telles améliorations à l'avenir :la taille et la puissance.

Les ingénieurs se rapprochent de plus en plus des limitations de taille physique des puces informatiques – la physique dicte que les microcircuits ne peuvent être fabriqués que si petit. Cela signifie que quelque chose d'autre devra les remplacer si les ordinateurs doivent continuer à progresser. L'autre problème est la quantité d'énergie que les ordinateurs utilisent. Des recherches antérieures ont montré que les types de réseaux de neurones qui sont prévus pour l'avenir nécessitent plus d'énergie. Certains ont estimé qu'il faudrait plus que ce qui est produit dans le monde entier aujourd'hui. Dans ce nouvel effort, les chercheurs abordent le deuxième problème et suggèrent que la réponse réside dans la fabrication d'ordinateurs utilisant des nanomatériaux. Ils mènent ensuite une enquête sur ces dispositifs et architectures qui font actuellement l'objet d'efforts de recherche.

Pour mener à bien leur enquête, les chercheurs décomposent ce qu'ils décrivent comme des dispositifs neuromorphiques en trois types de nanomatériaux :unidimensionnel et bidimensionnel. Ils notent que chacun a ses avantages et ses inconvénients, tels que les propriétés optiques des systèmes photoniques 0D et la ressemblance des nanomatériaux 1-D avec les axones tubulaires. Même le plus grand du groupe, nanomatériaux bidimensionnels, peut être utilisé pour des choses comme des résistances synaptiques ou comme structure pour des puces de mémoire à plusieurs niveaux. Ils notent également que les trois types de nanomatériaux présentent une plasticité synaptique significative, ce qui rapprocherait de tels dispositifs d'imiter le cerveau humain.

© 2020 Réseau Science X