Un'immagine cartone animato di una sinapsi fotonica in una rete di neuroni. Credito:Harish Bhaskaran
Gli scienziati hanno compiuto un passo cruciale verso lo sblocco del "Santo Graal" dell'informatica:microchip che imitano il modo in cui il cervello umano lavora per memorizzare ed elaborare le informazioni.
Un gruppo di ricerca, tra cui il Professor C. David Wright dell'Università di Exeter, hanno compiuto un passo avanti pionieristico sviluppando chip per computer fotonici - che utilizzano la luce anziché l'elettricità - che imitano il modo in cui funzionano le sinapsi del cervello.
Il lavoro, condotto da ricercatori di Oxford, Università di Münster ed Exeter, materiali combinati a cambiamento di fase - che si trovano comunemente negli articoli per la casa come i dischi ottici riscrivibili - con circuiti fotonici integrati appositamente progettati per fornire una risposta sinaptica simile a quella biologica.
In modo cruciale, le loro sinapsi fotoniche possono funzionare a velocità mille volte superiori a quelle del cervello umano. Il team ritiene che la ricerca potrebbe aprire la strada a una nuova era dell'informatica, dove le macchine lavorano e pensano in modo simile al cervello umano, sfruttando allo stesso tempo la velocità e l'efficienza energetica dei sistemi fotonici.
La ricerca è pubblicata su Progressi scientifici di mercoledì, 27 settembre 2017.
Il professor Harish Bhaskaran dell'Università di Oxford e che ha guidato il team ha dichiarato:"Lo sviluppo di computer che funzionano più come il cervello umano è stato il Santo Graal degli scienziati per decenni. Attraverso una rete di neuroni e sinapsi, il cervello può elaborare e immagazzinare grandi quantità di informazioni contemporaneamente, utilizzando solo poche decine di Watt di potenza. I computer convenzionali non possono avvicinarsi a questo tipo di prestazioni".
Uno schema di una sinapsi fotonica che imita la sinapsi biologica che connette i neuroni. Credito:Harish Bhaskaran
Professor C David Wright, coautore dell'Università di Exeter, ha anche spiegato:"I computer elettronici sono relativamente lenti, e più velocemente li produciamo, più energia consumano. I computer convenzionali sono anche piuttosto "stupidi", con nessuna delle capacità di apprendimento e di elaborazione parallela integrate del cervello umano. Affrontiamo entrambi questi problemi qui - non solo sviluppando non solo nuove architetture di computer simili al cervello, ma anche lavorando nel dominio ottico per sfruttare gli enormi vantaggi in termini di velocità e potenza dell'imminente rivoluzione della fotonica al silicio".
Professor Wolfram Pernice, un coautore dell'articolo dell'Università di Münster ha aggiunto:"Dal momento che le sinapsi sono più numerose dei neuroni nel cervello di circa 10, 000 a 1, qualsiasi computer simile al cervello deve essere in grado di replicare una qualche forma di mimica sinaptica. Questo è quello che abbiamo fatto qui".
"Sinapsi fotonica su chip" di Zengguang Cheng, Carlos Rios, Wolfram Pernice, C David Wright e Harish Bhaskaran è pubblicato in Progressi scientifici .
