Разработан материал для создания сложных фотонных нейросетей
Исследователи из Китая создали новый материал, основанный на тонких пленках из ниобия и лития, который действует как оптический аналог мемристора. Это устройство, обладающее свойствами, схожими с нейронами, открывает новые горизонты для формирования "больших" фотонных нейросетей, о чем сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics. Сообщает Самара онлайн 24.
Ранее использование фотонных мемристоров сталкивалось с проблемами интеграции в фотонные микросхемы, что требовало сложных и дорогостоящих процессов. Исследователи решили эту задачу, разработав первый полностью оптический мемристор на основе тонких пленок из ниобата лития, который широко используется в фотонной области.
Профессор Чэнь Фэн из Шаньдунского университета отметил, что физики стремятся воспроизвести нейронные свойства с помощью мемристоров, которые представляют собой резисторы с памятью. Несмотря на достигнутые успехи, существующие аналоги нейронов либо не обладают высокой эффективностью, либо функционируют только при очень низких температурах.
Китайские ученые преодолели эти ограничения, создав полностью оптические мемристоры, управление которыми осуществляется с помощью двух различных лазеров. Ранее ученые пытались использовать ниобат лития для создания фотонных мемристоров, но отсутствие памяти у таких устройств требовало подключения внешних ячеек памяти.
Исследователи обнаружили, что данный материал может хранить информацию, если на него нанести набор выступов и впадин, обработав их потоком ионов кислорода. Это приводит к образованию структурированной поверхности, взаимодействие которой с видимым светом можно изменять, облучая пленку инфракрасным или синим лазером.
Эксперименты показали, что отдельные частицы этого материала могут хранить до трех бит информации, а процесс записи и удаления данных занимает около 20 микросекунд. Важно, что многократное чтение и запись не приводят к деградации мемристоров и не изменяют их поведение, что позволяет использовать эти аналоги нейронов для создания сложных фотонных нейросетей.
