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金纳米粒子的团块可以演变为进行计算

点击量:   时间:2017-06-03 01:02:44

作者:Bas den Hond达尔文的一种方法已经触及黄金(图片:Rex / Shutterstock)移动,微芯片金纳米粒子的随机组装可以执行通常保留用于整齐排列的硅图案的计算传统计算机依赖于遵循预编程规则的有序电路,但这种策略限制了它们的效率 “你现在可以在商店购买的最好的微处理器每秒可以进行1011次操作,使用几百瓦,”荷兰特温特大学的Wilfred van der Wiel说 “人类的大脑可以做更多的数量级,仅使用10到20瓦这是一个巨大的差距“为了弥补这一差距,研究人员已经尝试构建”类似大脑“的计算机,这些计算机在没有专门为此目的布置内部的情况下进行计算,但到目前为止还没有人找到可以可靠地执行实际的材料计算现在,范德维尔和他的同事已经能够以与传统微处理器相同的方式处理一堆金粒来处理信息该团队使用了大约20纳米的金颗粒他们在一个粗糙的圆圈中放置了几十个,每个距离最近的邻居约1纳米,并用八个电极包围它们计算发生在他们在六个特定位置向集群施加恰当的电压时然后,黄金有效地形成了一个晶体管网络,它缺乏常规微芯片中严格的连接顺序,允许它们使用更少的能量进行计算然而,没有任何关于粒子告诉研究人员电压应该是什么他们从电压和学习的随机组合开始,这是使用遗传算法最有用的一种程序,这种程序将达尔文演化中的思想借鉴到“最适合”的思想它比较了许多电压组,抛弃了那些单位行为毫无意义的电压,创造了那些看起来很有希望的版本,并再次尝试实际上,金颗粒的团块正朝着研究人员希望获得的行为发展作为概念证明,该算法发现了将系统转换为六个“逻辑门”中的任何一个的电压,这六个“逻辑门”是传统计算机芯片的构建块它甚至找到了高阶逻辑单元的组合,它可以添加两位信息 “这表明你可以通过完全不同的路线获得计算能力,”范德维尔说必须将颗粒团块冷却至绝对零度以上0.3°C,但使颗粒变小会使工作温度升高 Van der Wiel说这种方法没有理由不能在室温下工作 Van der Wiel希望这项研究能够带来专门的处理器,可以解决模式识别等问题,这些问题对于一个接一个地进行计算的计算机来说很难如果一大堆谷物正在进行计算,那么它们就会并行运行 - 就像人类大脑中的神经元一样,尤其擅长这类任务加拿大埃德蒙顿艾伯塔大学的杰汉说,他很可能是对的 “物理学就在那里,但当然你仍需要展示它”另一个障碍是创造可以处理更复杂计算的设备,这可以使用更多纳米颗粒或更多电极来完成 “电极可能更重要,因此您可以获得更多输入和输出”期刊参考:Nature Nanotechnology,DOI:10.1038 / nnano.2015.207有关这些主题的更多信息: