ТАСС, 17 октября. Физики из Южной Кореи применили квантовые точки для создания многоуровневой оптической памяти, каждая ячейка которой способна хранить сразу несколько бит информации. Эта форма памяти оптимально подходит для создания автономных систем искусственного интеллекта, сообщила во вторник пресс-служба Корейского института науки и технологий (KIST). Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.

       "Разработанное нами многоуровневое оптическое запоминающее устройство внесет важный вклад в индустриализацию "технологий будущего", в том числе автономных ИИ-систем. В прошлом их было достаточно сложно коммерциализовать из-за сложностей, связанных с их миниатюризацией и встраиванием в уже существующие интегральные схемы", - заявил научный сотрудник KIST То Генхван, чьи слова приводит пресс-служба института.

       То Генхван и его коллеги успешно испытали систему памяти, которая позволяет с минимальными затратами энергии записывать данные в многоуровневые ячейки памяти при помощи импульсов света, а не электричества. Это значительно повышает скорость передачи информации. Ключевой частью системы являются квантовые точки на базе соединений серы, селена, кадмия и цинка.

       Квантовыми точками физики называют полупроводниковые наночастицы, чьи размеры и форма подобраны таким образом, что они ведут себя как искусственный атом. Как и его реальные аналоги, этот рукотворный атом способен взаимодействовать с волнами света, поглощать их и преобразовать в другие формы колебаний. Характер этих взаимодействий, а также свойства вырабатываемого свечения сильно зависят от размеров и формы квантовых точек.

       Многоуровневая оптическая память

       Южнокорейские физики выяснили, что квантовые точки можно использовать для создания своеобразного оптического аналога транзистора с плавающим затвором, которые широко применяются при создании определенных типов флеш-памяти. Для этого достаточно разместить набор из квантовых точек на поверхности электродов из нитрида бора, дисульфида молибдена или другого "двухмерного" материала.

       Если квантовые точки в подобной конструкции подсветить при помощи лазера, это меняет характер распределения носителей заряда внутри электродов, а также их сопротивление. В результате этого возникает десятиуровневая система, которая позволяет хранить сразу несколько бит информации, а также извлекать и обрабатывать эти данные при помощи вспышек света. Последнее, как отмечают ученые, особенно привлекательно для разработки автономных систем машинного обучения.

       Исследователи подготовили несколько прототипов ячеек памяти на базе квантовых точек и использовали их для создания аппаратного аналога сверточной нейросети, способной сортировать изображения. Как показали последующие опыты, установка успешно справилась с этой задачей - после всего двух сотен циклов обучения она научилась классифицировать изображения с 91% уровнем точности.

       Эта особенность, как надеются авторы разработки, сделает ее особенно привлекательной для создания автономных ИИ-систем и других вычислительных устройств, где необходима высокая скорость работы памяти.