Neuer Schritt in Richtung Quantengehirn

Wissenschaftler der Radboud-Universität haben eine atomare Struktur gebaut, die die Verbindungen zwischen Atomen verändert, so wie das Gehirn die Synapsen zwischen Neuronen verändert

Die Rechenleistung neuer Computer erreicht Werte, die vor wenigen Jahren kaum vorstellbar waren. Dennoch erforschen Wissenschaftler bereits, was die künftige Generation von Supercomputern sein könnte, die sogenannten Quantencomputer. Die Technologie, auf der sie beruhen, ist äußerst komplex und empfindlich. Heute scheint das Ziel dank der Ergebnisse der Radboud-Universität in Nijmegen in den Niederlanden ein Stück näher gerückt zu sein. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Die Wissenschaftler vom Institute for Molecules and Materials und vom Donders Institute for Neuroscience haben ein intelligentes Material entwickelt, das durch physische Veränderungen lernt. Die Atome im Material verändern nämlich ihre Struktur und ihre Verbindungen untereinander und ahmen damit die Eigenschaften von Neuronen und Synapsen im Gehirn nach. Diese ganz besondere Eigenschaft könnte eine völlig neue Computergeneration hervorbringen. Die Beweglichkeit wird erreicht, indem Kobalt-Atome in eine Struktur aus schwarzem Phosphor eingebettet werden.

Die Forschung begann 2018, als die Wissenschaftler erstmals zeigten, dass es möglich ist, Informationen im Zustand eines einzelnen Kobaltatoms zu speichern. Durch Anlegen einer Spannung an das Atom konnten sie einen Zustandswechsel zwischen den Werten 0 und 1 herbeiführen, wie bei einem Neuron. Anschließend wurde die Technologie weiterentwickelt, um definierte Strukturen aus Atomen zu erzeugen. Die größte Überraschung war jedoch die Fähigkeit, die Verbindungen zwischen den Atomen zu variieren, wenn sich der elektrische Input änderte. Durch das Anlegen langer Spannungen veränderten sich die Synapsen und das Material passte sich entsprechend an und ahmte dabei die Eigenschaften biologischer Synapsen nach. Der nächste Schritt ist der Bau eines größeren Systems, um die Geheimnisse dieses Quantengehirns vollständig zu ergründen. Eine solche Maschine könnte zum Bau von Computern führen, die von selbst lernen, kleiner und effizienter als die heutigen.

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