Buna göre TeknolojiXploreHindistan Bilim Enstitüsü’nden (IISc) araştırmacılar, 16.384 iletkenlik durumunu depolayan bir moleküler film oluşturmayı başardılar. Klasik ikili ve hatta yükselen kuantum hesaplamanın sınırlarının ötesine geçtiğimiz potansiyel bir geleceği gösteriyor. Konuyu bağlama oturtmak gerekirse, ikili hesaplamanın iki bit çözünürlüğü vardır; yani yalnızca iki olası durumu vardır, 1 ve 0 ve yalnızca bir durumu depolayabilir.
Öte yandan, kuantum hesaplama aynı anda 2^n durumu temsil edebilir ve n kübit sayısını temsil eder. Yani, kuantum bilgisayarınızda dört kübit varsa, 16’ya kadar durumu depolayabilirsiniz. Ancak, Nature Journal’da yayınlanan çalışma, bu çipin 14 bit çözünürlüğü (veya 2^14) işleyebileceğini söylüyor. Bu, küçük miktarda enerji kullanırken 16.384 durumu güvenilir bir şekilde depolayabileceği anlamına gelir.
IISc’deki Nano Bilim ve Mühendislik Merkezi’nde (CeNSE) Yardımcı Doçent Sreetosh Goswami liderliğindeki araştırma ekibi, belirli bellek durumlarını temsil etmek için malzeme filmi içindeki moleküllerin ve iyonların hareketini kullandı. Daha sonra bu moleküllerin hareketini izlemek için hassas zamanlı elektrik darbeleri kullandılar ve ardından her birini belirli bir sinyale eşlediler, böylece moleküler film içindeki farklı durumların bir “moleküler günlüğünü” oluşturmalarına olanak tanıdılar.
Goswami, TechXplore’a şunları söyledi: “Bu proje, elektrik mühendisliğinin hassasiyetini kimyanın yaratıcılığıyla bir araya getirerek, nanosaniyelik voltaj darbeleriyle çalışan bir elektronik devrenin içinde moleküler kinetiği çok hassas bir şekilde kontrol etmemizi sağladı.” Bu moleküller elektronik durumlarını değiştirdikçe, çip matris çarpımı gibi karmaşık hesaplamaları tek bir adımda gerçekleştirebiliyor.
Bu bellek durumları çok daha fazla bilgiyi depolayıp işleyebildiğinden, bu moleküler filmler insan beyinlerindeki nöronların çalışma biçimine benzer şekilde hareket ederek nöromorfik bir hızlandırıcı olarak iyi çalışırdı. Ancak, bu hızlandırıcıyı diğer deneysel DNA teknolojilerinden farklı kılan şey, performans ve verimliliği artırmak için mevcut silikon çiplerle ne kadar kolay entegre edilebildiğidir.
Yeteneklerini kanıtlamak için araştırma ekibi, ham James Webb Uzay Teleskobu verilerini kullanarak ‘Yaratılış Sütunları’nı yeniden oluşturmak için çipi kullandı. Orijinal görüntü, teorik olarak 608,83 GFlop/s tepe noktasına ve 2.090 kW güç değerine sahip olan NASA’nın Pleiades süper bilgisayarı kullanılarak oluşturuldu. Ancak, bir masaüstü bilgisayarla eşleştirilmiş nöromorfik hızlandırıcıları sayesinde, aynı görüntüyü gereken zamanın ve enerjinin çok daha az bir kısmında üretebildiler.
Bu gelişme, insanlığın küresel bilgi işlem gereksinimlerinin her yıl katlanarak artması nedeniyle cesaret verici. Birçok kişi hala kuantum bilişiminin veri işlemenin kutsal kasesi olduğunu düşünürken, bu nöromorfik hızlandırıcı daha yakın ve daha uygulanabilir bir çözüm gibi görünüyor. Şu anda, araştırma ekibi bu moleküler filmi tamamen entegre bir çipe dönüştürüyor. Goswami TechXplore’a “Bu, malzemelerden devrelere ve sistemlere kadar tamamen yerel bir çaba,” dedi. “Bu teknolojiyi bir çip üzerinde sisteme dönüştürme yolunda iyi bir yoldayız.”