中國粉體網(wǎng)訊 由于神經(jīng)形態(tài)芯片能夠比馮諾依曼（John von Neumann）結(jié)構(gòu)芯片更快更好地處理感測器資料（如圖像、影片、聲音等），所以對這些由電晶體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的芯片研究成為了新的熱點(diǎn)話題。
多年來，科學(xué)家們一直在嘗試進(jìn)一步探究神經(jīng)形態(tài)的電路架構(gòu)。而其中的難處就在于，如何處理神經(jīng)元和矽之間的重疊部分——突觸以及邏輯門。從光電子學(xué)上講，就是光子穿過激光電晶體和突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)時(shí)的跨越處。
如今，普林斯頓大學(xué)的研究人員展示了一種石墨烯材質(zhì)的光學(xué)電容器。這種光學(xué)電容器能夠保證光學(xué)神經(jīng)形態(tài)電路中激光電晶體的穩(wěn)定工作。
但是目前，仍有一些關(guān)鍵性的差異問題，在阻礙人們成功制造出一個(gè)可以像大腦一樣工作的處理器。
例如，我們知道芯片中的神經(jīng)元之間是透過電位移動(dòng)或峰電位來傳遞資訊的，而峰電位是非 0 即 1 的二進(jìn)位，所以人們必須在時(shí)域就對資訊進(jìn)行編碼。但一個(gè)神經(jīng)元的放電頻率，并不僅受限于中央時(shí)鐘周期，而且神經(jīng)元的放電頻率只有在發(fā)送時(shí)才會(huì)對訊號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行編碼。
但是正因?yàn)樯窠?jīng)元是類比系統(tǒng)，所以在理論上由它們制成的芯片可以達(dá)到非常快的計(jì)算速度。而馮諾依曼結(jié)構(gòu)芯片的時(shí)脈（Clock rate）卻是有極限值的，所以早晚有一天會(huì)被淘汰掉，科學(xué)家們必須找到其他方法來使計(jì)算速度更上一層樓。
而最近的一份研究報(bào)告顯示，把石墨烯融入激光之中是一個(gè)可行的解決方案。這將能夠使得石墨烯“捕獲”光子，并把它變成一種光學(xué)電容器。當(dāng)光學(xué)電容器以這種方式遞增時(shí)，激光能夠以皮秒的速度“飆升”。
IEEE 指出：“事實(shí)證明，石墨烯是一個(gè)非常理想的飽和吸收體。因?yàn)樗軌蛞苑浅？斓乃俣任詹⑨尫殴庾�，而且它還能在任何波長下工作，所以無論發(fā)射何種顏色的激光都可以被完美吸收，并且還不會(huì)互相干擾�！�
也就是說，這種“石墨烯海綿”能夠在激光中更好的吸收光電子，而且還可以被用來同時(shí)輸出多個(gè)不同波長的光子，不會(huì)受到任何干擾。
在摩爾定律的最后，模擬神經(jīng)元和神經(jīng)回路的設(shè)計(jì)理念，可以為處理器帶來更為優(yōu)越的功耗比和可伸縮性。在光電子學(xué)中，光導(dǎo)纖維和激光電晶體是實(shí)現(xiàn)這一理念的理想方法，因?yàn)楣庾拥囊苿?dòng)速度比電子更快。
而在最新的自然科學(xué)報(bào)告中表明，石墨烯電容器能夠?qū)⑸窠?jīng)形態(tài)的芯片架構(gòu)和光電子完美結(jié)合。
但不要高興太早，我們可能還要在未來面臨下一個(gè)嚴(yán)峻的問題：類比神經(jīng)形態(tài)電路陣列的激光電晶體，能否有夠快的速度來處理從感測器得到的資料。
多年來，科學(xué)家們一直在嘗試進(jìn)一步探究神經(jīng)形態(tài)的電路架構(gòu)。而其中的難處就在于，如何處理神經(jīng)元和矽之間的重疊部分——突觸以及邏輯門。從光電子學(xué)上講，就是光子穿過激光電晶體和突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)時(shí)的跨越處。
如今，普林斯頓大學(xué)的研究人員展示了一種石墨烯材質(zhì)的光學(xué)電容器。這種光學(xué)電容器能夠保證光學(xué)神經(jīng)形態(tài)電路中激光電晶體的穩(wěn)定工作。
但是目前，仍有一些關(guān)鍵性的差異問題，在阻礙人們成功制造出一個(gè)可以像大腦一樣工作的處理器。
例如，我們知道芯片中的神經(jīng)元之間是透過電位移動(dòng)或峰電位來傳遞資訊的，而峰電位是非 0 即 1 的二進(jìn)位，所以人們必須在時(shí)域就對資訊進(jìn)行編碼。但一個(gè)神經(jīng)元的放電頻率，并不僅受限于中央時(shí)鐘周期，而且神經(jīng)元的放電頻率只有在發(fā)送時(shí)才會(huì)對訊號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行編碼。
但是正因?yàn)樯窠?jīng)元是類比系統(tǒng)，所以在理論上由它們制成的芯片可以達(dá)到非常快的計(jì)算速度。而馮諾依曼結(jié)構(gòu)芯片的時(shí)脈（Clock rate）卻是有極限值的，所以早晚有一天會(huì)被淘汰掉，科學(xué)家們必須找到其他方法來使計(jì)算速度更上一層樓。
而最近的一份研究報(bào)告顯示，把石墨烯融入激光之中是一個(gè)可行的解決方案。這將能夠使得石墨烯“捕獲”光子，并把它變成一種光學(xué)電容器。當(dāng)光學(xué)電容器以這種方式遞增時(shí)，激光能夠以皮秒的速度“飆升”。
IEEE 指出：“事實(shí)證明，石墨烯是一個(gè)非常理想的飽和吸收體。因?yàn)樗軌蛞苑浅？斓乃俣任詹⑨尫殴庾�，而且它還能在任何波長下工作，所以無論發(fā)射何種顏色的激光都可以被完美吸收，并且還不會(huì)互相干擾�！�
也就是說，這種“石墨烯海綿”能夠在激光中更好的吸收光電子，而且還可以被用來同時(shí)輸出多個(gè)不同波長的光子，不會(huì)受到任何干擾。
在摩爾定律的最后，模擬神經(jīng)元和神經(jīng)回路的設(shè)計(jì)理念，可以為處理器帶來更為優(yōu)越的功耗比和可伸縮性。在光電子學(xué)中，光導(dǎo)纖維和激光電晶體是實(shí)現(xiàn)這一理念的理想方法，因?yàn)楣庾拥囊苿?dòng)速度比電子更快。
而在最新的自然科學(xué)報(bào)告中表明，石墨烯電容器能夠?qū)⑸窠?jīng)形態(tài)的芯片架構(gòu)和光電子完美結(jié)合。
但不要高興太早，我們可能還要在未來面臨下一個(gè)嚴(yán)峻的問題：類比神經(jīng)形態(tài)電路陣列的激光電晶體，能否有夠快的速度來處理從感測器得到的資料。
