Forskere annoncerer opdagelsen af ​​en atomisk elektronisk simulator

Målretning af applikationer som neurale netværk til maskinlæring, en ny opdagelse fra University of Alberta og Quantum Silicon Inc. i Edmonton, Canada baner vejen for atom-ultraeffektiv elektronik, behovet, som i stigende grad er kritisk i vores datadrevne samfund. Nøglen til at låse op for et utalligt potentiale for den grønneste elektronik? Oprettelse af skræddersyede atommønstre til igen at styre elektroner.

"Atomer er lidt som stole, elektroner sidder på, "sagde Robert Wolkow, fysikprofessor og hovedforsker på projektet. "Så meget som vi kan påvirke samtaler ved et middagsselskab ved at styre gruppering af stole og tildelte siddepladser, styring af placeringen af ​​enkeltatomer og elektroner kan påvirke samtaler mellem elektronik. "

Wolkow forklarede, at selvom atomkontrol over strukturer ikke er ualmindeligt, Det har været uden for rækkevidde at lave tilpassede mønstre til at skabe nye nyttige elektroniske enheder. Indtil nu.

Selvom nanoteknologiens værktøjer har tilladt krævende kontrol over atomplacering på en overflade i nogen tid, to begrænsninger har forhindret praktiske elektroniske applikationer:atomerne ville kun forblive på plads ved kryogen temperatur og kunne kun let opnås på metaloverflader, der ikke var teknologisk nyttige.

Første bevis på konceptet

Del atommaskine, del elektronisk kredsløb, Wolkow og hans team har for nylig oprettet en proof-of-concept-enhed, overvinde de to store forhindringer, der forhindrer denne teknologi i at være tilgængelig for masserne. Både robustheden og det nødvendige elværktøj er nu i hånden. Derudover strukturerne kan mønstres på siliciumoverflader, hvilket betyder, at opskalering af opdagelsen også er let opnåelig.

"Dette er prikken over i'et, vi har kogt i cirka 20 år, "sagde Wolkow." Vi perfektionerede siliciumatom-mønstre for nylig, så fik vi maskinlæring til at overtage, lindring af langmodige forskere. Nu, vi har frigjort elektroner til at følge deres natur - de kan ikke forlade den gård, vi skabte, men de kan løbe frit rundt og lege med de andre elektroner der. De positioner elektronerne ankommer til, forbløffende, er resultaterne af nyttige beregninger. "

Baseret på disse resultater, byggeriet er startet på en opskaleret maskine, der simulerer funktionen af ​​et neuralt netværk. I modsætning til normale neurale netværk, der er legemliggjort af transistorer og styret af computersoftware, Atomaskinen viser spontant den relative energiske stabilitet af sine bitmønstre. Disse kan igen bruges til hurtigere og mere præcist at træne et neuralt netværk, end det er muligt i øjeblikket.

Med proof of concept i hånden med interesse fra flere store industrielle partnere kombineret med en publikation i det prestigefyldte fagfællebedømte videnskabelige tidsskrift Fysisk gennemgangsbreve , realiseringen af ​​Wolkows livsværk, der er dedikeret til at skabe en økonomisk måde at opskalere masseproduktion af grønnere, hurtigere, mindre teknologi er nært forestående.

"Initiering og overvågning af udviklingen af ​​enkelte elektroner inden for atomdefinerede strukturer" vises i 15. oktober-udgaven af Fysisk gennemgangsbreve .