Nuestro cerebro no funciona como una memoria de computadora típica que almacena solo unos y ceros:gracias a una variación mucho mayor en los estados de la memoria, puede calcular más rápido consumiendo menos energía. Los científicos del Instituto MESA + de Nanotecnología de la Universidad de Twente (Países Bajos) desarrollaron ahora un material ferroeléctrico con una función de memoria que se asemeja a las sinapsis y las neuronas del cerebro. resultando en una memoria multiestado. Publican sus resultados en la revista de esta semana. Materiales funcionales avanzados .

El material que podría ser el bloque de construcción básico para la 'computación inspirada en el cerebro' es titanato de plomo-circonio (PZT):un sándwich de materiales con varias propiedades atractivas. Uno de ellos es que es ferroeléctrico:puede cambiarlo al estado deseado, este estado permanece estable después de que desaparece el campo eléctrico. Esto se llama polarización:conduce a una función de memoria rápida que no es volátil. Combinado con chips de procesador, se podría diseñar una computadora que se inicie mucho más rápido, por ejemplo. Los científicos de UT ahora agregaron una capa delgada de óxido de zinc al PZT, 25 nanómetros de espesor. Descubrieron que cambiar de un estado a otro no solo ocurre de "cero" a "uno" y viceversa. Es posible controlar áreas más pequeñas dentro del cristal:¿estarán polarizadas ('voltear') o no?

Multiestado

Al usar tiempos de escritura variables en esas áreas más pequeñas, el resultado es que muchos estados se pueden almacenar en cualquier lugar entre cero y uno. Esto se parece a la forma en que las sinapsis y las neuronas "pesan" las señales en nuestro cerebro. Memorias multiestado, acoplado a transistores, podría mejorar drásticamente la velocidad del reconocimiento de patrones, por ejemplo:nuestro cerebro realiza este tipo de tareas consumiendo solo una fracción de la energía que necesita un sistema informático. Mirando los gráficos, los tiempos de escritura parecen bastante largos en comparación con las velocidades del procesador de hoy en día, pero es posible crear muchos recuerdos en paralelo. La función del cerebro ya ha sido imitada en software como redes neuronales, pero en ese caso, el hardware digital convencional sigue siendo una limitación. El nuevo material es un primer paso hacia el hardware electrónico con una memoria similar a la del cerebro. Encontrar soluciones para combinar PZT con semiconductores, o incluso desarrollando nuevos tipos de semiconductores para esto, es uno de los siguientes pasos.

Esta investigación se ha realizado dentro del grupo de Ciencia de Materiales Inorgánicos, del Instituto MESA + de Nanotecnología de UT. Dentro de este grupo, También se han encontrado otras propiedades atractivas de PZT, como comportamiento piezoeléctrico:el material puede expandirse usando un voltaje eléctrico, presionarlo también puede generar un voltaje, Sucesivamente.