美國研制出超導突觸 信息處理速度比人腦更快

　　通過高速電子探針連接的人造突觸。

　　（圖片來源：《自然》雜志官網）

　　據英國《自然》雜志網站近日報道，美國科學家研制出一款模擬人腦神經中樞處理過程的超導突觸，其信息處理速度比人腦更快，而且更高效。研究人員表示，盡管該人造突觸商用還面臨不少困難，但它是神經形態計算設備發展史上的裡程碑，可用於未來類腦計算機中。

　　神經形態計算被認為代表了未來人工智能的重要發展方向，其靈感來源於人類大腦。神經形態設備模仿突觸和神經元，將負責數據存儲和數據處理的元器件整合到同一塊芯片中，能更節能、更快速、更高效地處理和學習數據。

　　但目前此類設備的工作效率很低。此次，美國國家標准與技術研究院（NIST）的邁克爾·施耐德領導團隊，利用鈮超導體制造出了類神經元的電極，並用數千個納米磁錳團簇填充超導體之間的空隙，獲得了新的人造突觸。

　　通過改變突觸內磁場的大小，納米團簇能對齊指向不同方向，使這一系統能編碼信息，且計算能力超過其他神經形態系統。研究表明，這些突觸每秒能傳遞信息十億次，比人類神經元快幾個數量級，而且使用的能量僅為生物突觸的千分之一。計算模擬顯示，合成神經元可對9個來源的輸入進行核對，再將其傳遞給下一個電極。

　　不過施耐德表示，如果用於復雜的計算，需要數百萬個突觸﹔其次，這種突觸隻能在接近絕對零度的溫度下運行，且要在液氦中冷卻。英國曼徹斯特大學計算機工程師史蒂夫·弗伯認為，這可能使芯片不適合小型設備使用，但施耐德指出，冷卻設備需要的能耗低於擁有同等計算能力的傳統計算機的能耗。

　　加州理工學院電子工程師卡沃·米德認為該新方法很有創意，但目前人們還未能很好地理解生物突觸的關鍵屬性，因此，將新芯片用於實際計算中還需很長時間。

　　總編輯圈點

　　乍一看，這確實是個了不得的發明，超導突觸，速度快耗能還低，簡直要飛上天和人類大腦肩並肩。但仔細一看，還是不行，這玩意兒需要數百萬個才能進行復雜運算，而且對溫度要求極其苛刻，還要在液氮中冷卻，真是嬌滴滴。看來，人類大腦神經系統的優越性暫時還沒有什麼機器能夠超越，畢竟，神經生物學家也還沒搞明白人類大腦生物突觸的關鍵屬性，用機械模擬，總還是不得其門而入啊。（記者 劉霞）