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Lógica multibits já tem roteiro rumo à computação neuromórfica

Lógica multibits já tem roteiro rumo à computação neuromórfica
Materiais ferroelétricos podem gravar até 4 bits, abrindo caminho para sistemas de computação pós-binária.[Imagem: Baudry et al. - 10.1038/srep42196]

Lógica multivalorada

Pesquisadores traçaram um roteiro que descreve como usar os materiais ferroelétricos para processar informações usando a lógica multivalorada, que representa um salto além dos meros 0s e 1s que compõem nossos sistemas de computação atuais, permitindo processar informações de forma muito mais eficiente.

Expandir a linguagem binária atual para três ou mais valores, de modo que cada transístor possa codificar mais informações, significa abrir um mundo totalmente novo de possibilidades para a computação.

Apesar de as vantagens da computação baseada na lógica multivalorada - ou lógica plurivalente - serem conhecidas há muito tempo, o problema é que não descobrimos ainda um sistema material no qual seja possível implementá-la.

Laurent Baudry e seus colegas decidiram estudar se seria possível - ainda que teoricamente - fazer isto usando os ferroelétricos, uma classe de materiais cuja polarização pode ser controlada com campos elétricos - e que agora também podem ser feitas de plástico. Como os ferroelétricos mudam fisicamente de forma quando a polarização muda, eles são muito úteis em sensores e outros dispositivos, como máquinas de ultrassom médico.

Há um grande interesse em explorar essas propriedades para fazer melhores memórias de computador, mas a teoria por trás de seu comportamento só agora está emergindo.

Computação neuromórfica

O novo trabalho estabelece uma receita por meio da qual torna-se possível explorar as propriedades de filmes muito finos de uma determinada classe de material ferroelétrico de grande sucesso experimental - as perovskitas.

De acordo com os cálculos do trio, as películas de perovskita podem conter duas, três ou até mesmo quatro posições de polarização energeticamente estáveis - em essência, até quatro bits.

Eles calcularam essas configurações estáveis e como manipular a polarização para mover o material entre as posições estáveis usando campos elétricos, abrindo caminho para que os engenheiros façam experimentos práticos de lógica multivalorada usando as perovskitas.

"Quando tornarmos isso real na forma de um dispositivo, ele aumentará enormemente a eficiência das unidades de memória e dos processadores," disse o professor Valerii Vinokur. "[Este roteiro] representa um passo significativo rumo à materialização da chamada computação neuromórfica, que se esforça por modelar o cérebro humano."

Vinokur antecipou que sua equipe teórica já está trabalhando com experimentalistas para aplicar os princípios estabelecidos em seu roteiro para criar um sistema prático funcional.

Bibliografia:

Ferroelectric symmetry-protected multibit memory cell
Laurent Baudry, Igor Lukyanchuk, Valerii M. Vinokur
Nature
Vol.: 7, Article number: 42196
DOI: 10.1038/srep42196




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