Компьютеры часто сравнивают с человеческим мозгом, но, честно говоря, они не особо похожи. По крайней мере, пока. Это может измениться, поскольку исследователи разработали вычислительную технологию, которая использует свет, чтобы имитировать функциональность синапса нерва, открывая путь для аппаратного обеспечения, которое сочетает в себе скорость современных процессоров с эффективностью мозга.
Мозг и компьютер — это системы, которые могут моделировать, манипулировать и хранить информацию. Но если в электрические импульсы регулируются переключателями, то нейроны используют химические регуляторы, распределяющие импульсы через синапсы. Разница в потреблении памяти и мощности значительна -никакое оборудование не может приблизиться к эффективности человеческого мозга. Группа исследователей из Оксфордского и Эксетерского университетов работают над созданием фотонных интегральных схем, которые работают как синапсы.
Ваш настольный компьютер базируется на архитектуре фон Неймана, названная в честь известного математика и физика Джона фон Неймана. То есть в нем есть процессор для обработки логики и памяти. У мозга нет процессора и жесткого диска, нейроны, соединенные разветвленной сетью и разделенные крошечными синаптическими мостами, являются и процессорами, и устройствами хранения данных. Каналы в мембране нерва открываются и закрываются, посылая пульсации заряженных ионов. Они опосредованы другими химическими процессами на концах ветвей нерва. В зависимости от таких факторов, как сила или частота волны, всплески нейротрансмиттеров могут продолжать сообщение. Так называемые нейроморфные вычисления стремятся повторить этот способ объединения обработки информации и хранения данных в одной системе, сближая биологию и искусственный интеллект.
Искусственный синапс английских исследователей основан на структурах, изготовленных из материала фазового изменения (PCM), который хранит и высвобождает значительные объемы энергии при переходе от одного состояния к другому. Световые волны направляются через материал, с оптическими импульсами переключения PCM таким образом, что он имитирует пластичность синапса. Хотя эта концепция не нова, впервые удалось реализовать процесс на практике. Таким образом, скорее всего, мы находимся у порога новой эры вычислительных технологий.
