Uma imagem de desenho animado de uma sinapse fotônica em uma rede de neurônios. Crédito:Harish Bhaskaran
Os cientistas deram um passo crucial para desbloquear o "Santo Graal" da computação - microchips que imitam a maneira como o cérebro humano funciona para armazenar e processar informações.
Uma equipe de pesquisa, incluindo o Professor C. David Wright da Universidade de Exeter, fizeram uma descoberta pioneira ao desenvolver chips fotônicos de computador - que usam luz em vez de eletricidade - que imitam a forma como as sinapses do cérebro operam.
O trabalho, conduzido por pesquisadores de Oxford, Universidades de Münster e Exeter, materiais de mudança de fase combinados - comumente encontrados em utensílios domésticos, como discos ópticos regraváveis - com circuitos fotônicos integrados especialmente projetados para fornecer uma resposta sináptica semelhante à biológica.
Crucialmente, suas sinapses fotônicas podem operar a velocidades mil vezes mais rápidas do que as do cérebro humano. A equipe acredita que a pesquisa pode abrir caminho para uma nova era da computação, onde as máquinas funcionam e pensam de maneira semelhante ao cérebro humano, enquanto, ao mesmo tempo, explora a velocidade e a eficiência energética dos sistemas fotônicos.
A pesquisa é publicada em Avanços da Ciência na quarta-feira, 27 de setembro de 2017.
O professor Harish Bhaskaran da Universidade de Oxford e que liderou a equipe disse:"O desenvolvimento de computadores que funcionam mais como o cérebro humano tem sido o Santo Graal dos cientistas por décadas. Por meio de uma rede de neurônios e sinapses, o cérebro pode processar e armazenar grandes quantidades de informações simultaneamente, usando apenas algumas dezenas de Watts de potência. Os computadores convencionais não chegam perto desse tipo de desempenho. "
Um esquema de uma sinapse fotônica imitando os neurônios de conexão da sinapse biológica. Crédito:Harish Bhaskaran
Professor C David Wright, co-autor da Universidade de Exeter, também explicou:"Os computadores eletrônicos são relativamente lentos, e quanto mais rápido os tornamos, mais energia eles consomem. Os computadores convencionais também são muito "burros", sem nenhum dos recursos de aprendizado embutido e processamento paralelo do cérebro humano. Abordamos essas duas questões aqui - não apenas desenvolvendo não apenas novas arquiteturas de computador semelhantes ao cérebro, mas também trabalhando no domínio óptico para aproveitar as enormes vantagens de velocidade e potência da revolução fotônica de silício que se aproxima. "
Professor Wolfram Pernice, um co-autor do artigo da Universidade de Münster acrescentou:"Uma vez que as sinapses superam os neurônios no cérebro em cerca de 10, 000 para 1, qualquer computador semelhante ao cérebro precisa ser capaz de replicar alguma forma de mímica sináptica. Isso é o que fizemos aqui. "
'Sinapse fotônica on-chip' por Zengguang Cheng, Carlos Rios, Wolfram Pernice, C David Wright e Harish Bhaskaran é publicado em Avanços da Ciência .
