アナログコンピューティングのためのナノスケールのNbO2モットメモリストのカオティックダイナミクス
Nature
|August 10, 2017
まとめ
研究者は制御可能な混沌としたダイナミクスを生み出すことができる新しいニオビウム二酸化物 (NbO2) モット・メミスターを開発しました. これらのナノスケールデバイスは 複雑なネットワークで より効率的かつ正確な問題解決を可能にすることで 神経系にインスパイアされたコンピューティングを 進歩させることができます
科学分野:
- 材料科学
- 計算神経科学
- 非線形動力学
背景:
- 現在の機械学習モデルは 生物学的複雑性が欠けている 簡素化されたニューロンモデルを使用しています
- 生物学的ニューロンは"混乱の限界"の近くで活動し 脳の計算,学習,適応能力に不可欠です
- ニューラルネットワークにおける混沌のダイナミクスをシミュレートするための既存の方法は,しばしば複雑なトランジスタ回路に依存しています.
研究 の 目的:
- 実験的に制御可能な 混沌のダイナミクスを 単一のスケーラブルな電子装置で実現する
- 神経系にインスパイアされた コンピューティングシステムにおける これらの混沌とした要素の可能性を 研究する
- これらのデバイスをホップフィールドネットワークで使って コンピューティングのパフォーマンスを向上させる.
主な方法:
- ナノスケールニオビウム二酸化物 (NbO2) Mott メモリストの製造 非線形輸送と Mott トランジションを示す.
- NbO2 メムリストをリラクゼーションオシレータ回路に組み込む.
- メムリストルによって生成される調整可能な周期的および混沌とした自己振動の観察と分析.
- メモリストをホップフィールドコンピューティングネットワークに統合する.
主要な成果:
- NbO2 Mott メモリストは,電流制御と温度制御の両方の負の差分抵抗を示している.
- 非線形電流輸送とナノスケールの熱変動は 調節可能な混沌とした振動を生成します
- これらのメモリストをホップフィールドネットワークに組み込むことで,難しい問題に対する収束効率と精度が大幅に向上します.
結論:
- 制御可能なカオスを示すスケーラブルな電子デバイスは,現在,NbO2 Mott メミストールを用いて実験的に実現されています.
- これらのメムリストは,より洗練されたニューラルにインスパイアされたコンピューティングアーキテクチャを開発するための経路を提供します.
- これらのデバイスによって生成される混沌としたダイナミクスは,同期を防止し,複雑な最適化問題を解くのに役立ちます.
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