Cải thiện memristor
Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos (LANL) đã trình diễn một thiết bị ghi nhớ loại Giao diện (CNTT) đáng tin cậy (memristor) hứa hẹn là một kỹ thuật xây dựng các khớp thần kinh nhân tạo trong điện toán mô phỏng thần kinh.

Nhóm đã tạo ra memristor — một điện trở kết hợp bộ nhớ và chức năng lập trình — sử dụng cấu trúc Schottky SrTiO3 (Nb:STO) pha tạp Au/Nb đơn giản để khắc phục một số vấn đề với memristor IT sử dụng ion oxy. Memristor CNTT có độ lặp lại cao, độ ổn định và khả năng biến thiên giữa thiết bị với thiết bị, tế bào với tế bào và chu kỳ này sang chu kỳ khác thấp trong các thử nghiệm độ bền và khả năng duy trì. Mạng thần kinh nhân tạo mà các nhà nghiên cứu đã mô phỏng bằng khớp thần kinh Au/Nb:STO có thể nhận dạng hình ảnh từ cơ sở dữ liệu Công nghệ và Tiêu chuẩn Quốc gia đã Sửa đổi do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) duy trì với tỷ lệ chính xác 94.7%.

Bài báo của các nhà nghiên cứu là truy cập mở.

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. và Chen, A. (2023), Một thiết bị ghi nhớ kiểu giao diện cho khớp thần kinh nhân tạo và điện toán hình thái thần kinh. quảng cáo thông minh. hệ thống. 2300035. https://doi.org/10.1002/aisy.202300035

Transistor điện hóa hữu cơ
Trong nỗ lực bắt chước hiệu quả tính toán của các hệ thần kinh sinh học và giảm tiếng ồn trong các cảm biến sinh học, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các bóng bán dẫn điện hóa hữu cơ (OECT), là bóng bán dẫn có hiệu ứng trường khối có thể hoạt động ở Hertz thấp và trong nước muối. môi trường - đó là những gì bạn tìm thấy trong các hệ thống sinh học.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Giao thông Tây An ở Trung Quốc, Đại học Hồng Kông và Đại học Khoa học và Công nghệ Tây An cho biết họ đã thiết kế một OECT có khả năng cảm nhận, ghi nhớ và xử lý. (Việc đồng vị trí của ba chức năng hiệu quả hơn nhiều so với phần cứng silicon về sử dụng năng lượng và diện tích.) OECT của họ sử dụng kiến ​​trúc ngang dọc (v-OECT) và quy trình điện cực, đồng thời có thể chuyển đổi giữa chế độ cảm biến và chế độ xử lý bằng pha tạp một kênh vô định hình kết tinh với các ion để đạt được một thụ thể dễ bay hơi hoặc một khớp thần kinh không bay hơi. Khi một thụ thể, cảm nhận của nó là đa phương thức. Các nhà nghiên cứu cho biết OECT có thể cảm nhận được sự thay đổi nồng độ ion trong thực vật và ghi lại tín hiệu điện tâm đồ (ECG), cảm giác nhiệt độ, cơn gió và thị giác nhân tạo. Khi OECT là một khớp thần kinh không bay hơi, các nhà nghiên cứu cho biết nó có thể “cung cấp 1,024 (10 bit) trạng thái riêng biệt, dải động rộng và khả năng duy trì trạng thái hơn 10,000 giây”.

Wang, S., Chen, X., Zhao, C. et al. Một bóng bán dẫn điện hóa hữu cơ cho cảm biến, bộ nhớ và xử lý đa phương thức. Nat Electron 6, 281–291 (2023). https://doi.org/10.1038/s41928-023-00950-y

Để có phần giới thiệu tốt về OECT và tại sao loại bóng bán dẫn này hoạt động tốt hơn trong việc cảm nhận tín hiệu sinh học, hãy xem Bài trình bày này từ Hội nghị thượng đỉnh nghiên cứu ARM 2019 của Chris Proctor thuộc Đại học Cambridge.

Bộ xử lý lượng tử lithium niobate màng mỏng tốc độ cao
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Copenhagen và Đại học Muenster đã thử nghiệm thành công với bộ xử lý quang tử lượng tử tốc độ cao và có thể cấu hình lại bằng cách sử dụng màng mỏng lithium niobate đơn tinh thể — LiNbO3 (LN) — được liên kết trên chất nền cách điện silica bao gồm lithium niobate trên chất cách điện (LNOI). Bộ xử lý quang tử lượng tử LNOI có thể cấu hình lại kiểm soát các trạng thái lượng tử của ánh sáng phát ra từ nguồn đơn photon chấm lượng tử (QĐ) (SPS).

Một số phẩm chất của LN làm cho nó hữu ích. LN có đặc tính quang điện mạnh, độ trong suốt cao, độ tương phản chỉ số cao và có thể xử lý nhiệt độ đông lạnh. LN có thể giữ cho IC nhỏ hơn và có thể xử lý gigahertz. Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một nền tảng LNOI cho giao diện lượng tử/quang tử. Một phần trong thí nghiệm của họ là tích hợp các bộ dịch pha nhanh trên nền tảng LNOI các bước sóng của bộ phát lượng tử. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các photon được xử lý bằng các mạch tổn thất thấp có thể lập trình ở tốc độ vài gigahertz và trình diễn một bộ định tuyến photon trên chip cho các photon do QD phát ra.

Quang tử được sử dụng trong điện toán lượng tử có thể giúp làm cho phần cứng lượng tử có thể mở rộng Photonics được hy vọng có thể tạo ra các mạng lượng tử tầm xa, đóng vai trò là các kết nối giữa nhiều hơn một thiết bị lượng tử và được sử dụng làm mạch quy mô lớn cho tính toán và mô phỏng lượng tử.

Patrik I. Sund và cộng sự, Bộ xử lý lượng tử lithium niobate màng mỏng tốc độ cao được điều khiển bởi bộ phát lượng tử trạng thái rắn, Science Advances (2023). https://doi.org/10.1126/sciadv.adg7268