Pesquisa publicada quarta-feira, no Nature Scientific Reports apresenta um mapa teórico para usar material ferroelétrico para processar informações usando lógica multivalorada - um salto além dos simples e zeros que compõem nossos sistemas de computação atuais que podem nos permitir processar informações com muito mais eficiência.

A linguagem dos computadores é escrita em apenas dois símbolos - uns e zeros, significando sim ou não. Mas um mundo de possibilidades mais ricas nos espera se pudéssemos expandir para três ou mais valores, para que o mesmo switch físico pudesse codificar muito mais informações.

"Mais importante, esta nova unidade lógica permitirá o processamento de informações usando não apenas "sim" e "não", mas também operações "sim ou não" ou "talvez", "disse Valerii Vinokur, um cientista de materiais e membro ilustre do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA e o autor correspondente no artigo, junto com Laurent Baudry com a Universidade de Ciência e Tecnologia de Lille e Igor Lukyanchuk com a Universidade de Picardie Júlio Verne.

É assim que nossos cérebros funcionam, e eles são algo na ordem de um milhão de vezes mais eficientes do que os melhores computadores que já conseguimos construir - enquanto consomem ordens de magnitude menos energia.

"Nossos cérebros processam muito mais informações, mas se nossas sinapses fossem construídas como nossos computadores atuais são, o cérebro não apenas ferveria, mas evaporaria com a energia que usam, "Vinokur disse.

Embora as vantagens deste tipo de computação, chamada de lógica multivalorada, são conhecidos há muito tempo, o problema é que não descobrimos um sistema material que pudesse implementá-lo. Agora mesmo, transistores só podem operar como "ligado" ou "desligado, "então, este novo sistema teria que encontrar uma nova maneira de manter consistentemente mais estados, além de ser fácil de ler e escrever e, idealmente, para trabalhar à temperatura ambiente.

Daí Vinokur e o interesse da equipe em ferroelétricos, uma classe de materiais cuja polarização pode ser controlada com campos elétricos. Como os ferroelétricos mudam fisicamente de forma quando a polarização muda, eles são muito úteis em sensores e outros dispositivos, como máquinas de ultrassom médico. Os cientistas estão muito interessados ​​em explorar essas propriedades para a memória do computador e outras aplicações; mas a teoria por trás de seu comportamento ainda está emergindo.

O novo artigo apresenta uma receita pela qual poderíamos explorar as propriedades de filmes muito finos de uma classe particular de material ferroelétrico chamado perovskitas.

De acordo com os cálculos, filmes de perovskita podem conter dois, três, ou mesmo quatro posições de polarização que são energeticamente estáveis ​​- "para que pudessem 'clicar' no lugar, e, assim, fornecer uma plataforma estável para codificação de informações, "Vinokur disse.

A equipe calculou essas configurações estáveis ​​e como manipular a polarização para movê-la entre posições estáveis ​​usando campos elétricos, Vinokur disse.

"Quando percebemos isso em um dispositivo, aumentará enormemente a eficiência das unidades de memória e processadores, "Vinokur disse." Isso oferece um passo significativo para a realização da chamada computação neuromórfica, que se esforça para modelar o cérebro humano. "

Vinokur disse que a equipe está trabalhando com experimentalistas para aplicar os princípios para criar um sistema de trabalho.

O estudo, intitulado "Célula de memória multibit protegida por simetria ferroelétrica, "foi publicado em 8 de fevereiro.