Крошечный металлический диск поможет создать нейроморфный компьютер
Сегодня исследователи могут копировать работу мозга только с помощью программного обеспечения. Физики смогли создать устройство, которое позволит имитировать работу мозга с помощью аппаратного обеспечения
Нейронные сети — один из самых перспективных и мощных типов искусственного интеллекта. Они имитируют работу человеческого мозга и могут надежно распознавать тексты, язык и изображения. Нейросети сегодня работают на традиционных процессорах в виде адаптивного программного обеспечения, однако наиболее перспективным было бы создание нейроморфного компьютера. В таких устройствах работа нейронов мозга моделируется не программным обеспечением, а аппаратным обеспечением.
Авторы новой работы смогли создать один из компонентов такого компьютера. Они синтезировали диск из магнитного сплава железа и никеля диаметром всего несколько микрометров. По окружности этого диска ученые расположили золотое кольцо. При прохождении через это кольцо переменного тока с частотой в несколько гигагерц, оно начинает генерировать микроволны, которые возбуждают спиновые волны в магнитном диске.
Электроны в магнитном диске из железа и никеля имеют определенный спин — собственный момент вращения. Микроволновые импульсы, посылаемые золотым кольцом, «сбивают» электроны с курса, заставляя их сменить спин. При смене спина одного электрона, его соседи также начинают менять момент вращения, в результате чего возникает своего рода волна. С помощью такой спиновой волны можно передавать информацию в материале без необходимости перемещать внутри него электроны — достаточно лишь передать спиновое состояние.
В своей работе физики доказали, что с помощью спиновых волн в тонкой магнитной пластине можно создавать искусственные аппаратные нейроны, которые будут принимать и передавать сигналы аналогично живым клеткам в мозге. Теперь ученые планируют построить небольшую сеть из таких нейронов и попробовать выполнить на ней простые вычислительные задачи.
