Memristors verbeteren
Onderzoekers van Los Alamos National Laboratory (LANL) hebben een betrouwbaar interface-type (IT) geheugenapparaat gedemonstreerd (memristor) dat veelbelovend is als een techniek voor het bouwen van kunstmatige synapsen in neuromorfe computers.

Het team maakte zijn memristor - een weerstand die geheugen- en programmeerfuncties combineert - met behulp van een eenvoudige Au / Nb-gedoteerde SrTiO3 (Nb: STO) Schottky-structuur die enkele problemen oplost met IT-memristors die zuurstofionen gebruiken. De IT-memristor had een hoge herhaalbaarheid, stabiliteit en lage apparaat-naar-apparaat, cel-naar-cel en cyclus-naar-cyclus variabiliteit tijdens uithoudings- en retentietests. Een kunstmatig neuraal netwerk dat de onderzoekers simuleerden met Au/Nb:STO-synapsen was in staat om afbeeldingen te herkennen uit de Modified National Standards and Technology-database die wordt bijgehouden door het National Institute of Standards and Technology (NIST) met een nauwkeurigheidspercentage van 94.7%.

Het paper van de onderzoekers is open access.

Kunwar, S., Jernigan, Z., Hughes, Z., Somodi, C., Saccone, MD, Caravelli, F., Roy, P., Zhang, D., Wang, H., Jia, Q., MacManus -Driscoll, JL, Kenyon, G., Sornborger, A., Nie, W. en Chen, A. (2023), een geheugenapparaat van het interfacetype voor kunstmatige synaps en neuromorfe computers. Adv. Intel. Systeem 2300035. https://doi.org/10.1002/aisy.202300035

Organische elektrochemische transistors
In een poging om de rekenefficiëntie van biologische zenuwstelsels na te bootsen en de ruis in biologische sensoren te verminderen, hebben onderzoekers gewerkt aan organische elektrochemische transistors (OECT's), dit zijn transistors met een bulkveldeffect die kunnen werken bij lage Hertz en in zoutoplossing. omgevingen - dat is wat je aantreft in de biologische systemen.

Onderzoekers van de Xi'an Jiaotong University in China, de University of Hong Kong en de Xi'an University of Science and Technology zeggen dat ze een OECT hebben ontworpen die in staat is tot waarnemen, geheugen en verwerking. (De co-locatie van de drie functies is veel efficiënter dan siliciumhardware wat betreft energieverbruik en oppervlakte.) Hun OECT maakt gebruik van een verticale traverse-architectuur (v-OECT) en elektrodeproces en kan schakelen tussen de detectie- en verwerkingsmodi met doping een kristallijn-amorf kanaal met ionen om een ​​vluchtige receptor of een niet-vluchtige synaps te bereiken. Wanneer het een receptor is, is de detectie ervan multimodaal. De onderzoekers zeggen dat de OECT's veranderingen in de ionenconcentratie in planten kunnen waarnemen en de elektrocardiogram (ECG) -signalen, temperatuursensaties, smaak en kunstmatig zicht kunnen registreren. Wanneer de OECT een niet-vluchtige synaps is, zeggen de onderzoekers dat het "1,024 (10-bit) verschillende toestanden, een breed dynamisch bereik en toestandsretentie van meer dan 10,000 s kan bieden."

Wang, S., Chen, X., Zhao, C. et al. Een organische elektrochemische transistor voor multimodale detectie, geheugen en verwerking. Nat Elektron 6, 281-291 (2023). https://doi.org/10.1038/s41928-023-00950-y

Zie voor een goede inleiding tot OECT's en waarom dit type transistor beter presteert bij biologische signaaldetectie deze presentatie van de ARM Research Summit 2019 door Chris Proctor van Cambridge University.

Supersnelle dunne-film lithiumniobaat kwantumprocessor
Onderzoekers aan de Universiteit van Kopenhagen en de Universiteit van Münster succes gehad met experimenteren met een snelle en herconfigureerbare kwantumfotonische processor die gebruikmaakt van enkelkristal dunne films van lithiumniobaat - LiNbO3 (LN) - die zijn gebonden op een silica-isolerend substraat bestaande uit lithiumniobaat op isolator (LNOI). De herconfigureerbare LNOI-kwantumfotonische processor regelt de kwantumtoestanden van het licht dat wordt uitgezonden door een kwantumdot (QD) single-photon source (SPS).

Verschillende kwaliteiten van de LN maken het nuttig. LN heeft sterke elektro-optische eigenschappen, hoge transparantie, hoog indexcontrast en kan cryogene temperaturen aan. De LN kan de IC's kleiner houden en gigahertz aan. De onderzoekers stelden een LNOI-platform voor fotonische/kwantuminterface voor. Een deel van hun experiment was het integreren van snelle faseverschuivers op het LNOI-platform voor de kwantumemittergolflengten. De onderzoekers genereerden fotonen die werden verwerkt met verliesarme circuits die programmeerbaar waren met snelheden van enkele gigahertz en demonstreerden een on-chip fotonrouter voor de QD-uitgezonden fotonen.

Fotonica die wordt gebruikt in kwantumcomputing kan helpen om kwantumhardware schaalbaar te maken. Van fotonica wordt gehoopt dat het kwantumnetwerken met een groot bereik mogelijk maakt, dient als onderlinge verbinding tussen meer dan één kwantumapparaat en wordt gebruikt als grootschalige circuits voor kwantumcomputing en simulatie.

Patrik I. Sund et al, Snelle dunne-film lithiumniobaat kwantumprocessor aangedreven door een vaste stof kwantumzender, Science Advances (2023). https://doi.org/10.1126/sciadv.adg7268