Moiré مواد نیورومورفک کمپیوٹنگ - فزکس ورلڈ کے لیے ایک Synaptic ٹرانجسٹر بناتا ہے۔

نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی، بوسٹن کالج اور میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) کے محققین، تمام امریکہ میں، نیورومورفک کمپیوٹنگ میں استعمال کے لیے ایک نئی قسم کا ٹرانزسٹر تیار کیا ہے۔ ڈیوائس، جو کمرے کے درجہ حرارت پر کام کرتی ہے، کو آدانوں کے ملتے جلتے نمونوں کو پہچاننے کے لیے تربیت دی جا سکتی ہے - ایک خاصیت جسے ایسوسی ایٹو لرننگ کہا جاتا ہے جو معیاری مشین لرننگ کے کاموں سے آگے ہے۔

نیورومورفک کمپیوٹرز، جیسا کہ ان کے نام سے پتہ چلتا ہے، انسانی دماغ کے فن تعمیر سے متاثر ہیں۔ ان کے سرکٹس کے بلڈنگ بلاکس انتہائی جڑے ہوئے مصنوعی نیوران اور مصنوعی Synapses ہیں جو دماغ کی ساخت اور افعال کی نقل کرتے ہیں۔ ان مشینوں میں مشترکہ پروسیسنگ اور میموری یونٹس ہیں جو انہیں معلومات کو اسی وقت پراسیس کرنے کی اجازت دیتے ہیں جب وہ اسے ذخیرہ کرتے ہیں – بالکل ایک کثیر کام کرنے والے انسانی دماغ کی طرح۔ یہ قابلیت انہیں الگ الگ پروسیسنگ اور سٹوریج یونٹس والے ڈیجیٹل کمپیوٹرز سے الگ کرتی ہے، جو ڈیٹا پر مبنی کاموں کو انجام دیتے وقت بہت زیادہ توانائی استعمال کرتے ہیں۔ سمارٹ، منسلک آلات اور وسیع ڈیٹا سیٹس کی آمد کے ساتھ اس طرح کے کام تیزی سے عام ہوتے جا رہے ہیں۔

جبکہ Synaptic آلات نے حالیہ برسوں میں نمایاں طور پر ترقی کی ہے، وہ اچھے سوئچنگ میکانزم کی کمی کی وجہ سے محدود ہیں، وضاحت کرتے ہیں مارک ہرسم of نارتھ ویسٹرن، جنہوں نے تحقیقی کوشش کی مشترکہ قیادت کی۔ وہ کہتے ہیں، "میمریسٹرز میں فلیمینٹری سوئچنگ کی سٹاکسٹک نوعیت (میموری ریزسٹرس کے لیے مختصر)، جو کہ آج کل سب سے زیادہ عام Synaptic ٹیکنالوجی ہے، اہم ڈیوائس ٹو ڈیوائس اور سائیکل سے سائیکل کی تبدیلی کا باعث بنتی ہے۔"

ہرسم نے مزید کہا کہ دیگر قسم کے Synaptic آلات مقناطیسی اور فیز چینج سوئچنگ پر انحصار کرتے ہیں، لیکن یہ بالترتیب کم سوئچنگ ریشو اور زیادہ سوئچنگ انرجی کا شکار ہوتے ہیں۔

موئیر کوانٹم مواد

ان مسائل پر قابو پانے کے لیے، ہرسم اور ساتھی دو جہتی موئیر کوانٹم مواد کا مطالعہ کر رہے ہیں۔ یہ مختلف جوہری طور پر پتلے مادوں کی تہوں سے بنی ہوتی ہیں جو ایک دوسرے کے اوپر کھڑی ہوتی ہیں اور چھوٹے زاویوں سے مڑ جاتی ہیں۔ اس طرح کے ڈھانچے میں الیکٹرانک خصوصیات ہیں جو مواد کی انفرادی تہوں میں موجود نہیں ہیں۔ تہوں کو ایک دوسرے کے نسبت مختلف زاویوں پر گھما کر، محققین ان الیکٹرانک خصوصیات کو بہت درست طریقے سے ٹیون کر سکتے ہیں - ایک ایسی خاصیت جو نئے الیکٹرانک آلات کے لیے بہت پرکشش ہے، بشمول نیورومورفک کمپیوٹنگ کے اجزاء۔

ان کے کام میں، جس میں تفصیل ہے فطرت، قدرت، محققین نے گرافین کی دو تہوں (کاربن کا ایک فلیٹ کرسٹل صرف ایک ایٹم موٹا) اور ہیکساگونل بوران نائٹرائڈ (hBN) کی ایک پرت سے بنا ایک غیر متناسب ڈھانچہ بنایا۔ چونکہ ان دونوں مادوں میں بہت ہی ملتے جلتے جالی مستقل ہوتے ہیں، اس لیے ان کے ایٹموں کے مقامات میں معمولی مماثلت کی وجہ سے پیدا ہونے والے اثرات بہت واضح ہیں۔ نتیجہ heterostructure میں دو طرفہ الیکٹرانک ریاستوں کے درمیان ایک مضبوط کولمب جوڑا ہے جو خود کو الیکٹرانک طور پر کنٹرول شدہ ریچیٹنگ میکانزم کے طور پر ظاہر کرتا ہے۔ یہ شافٹ ہیٹرو سٹرکچر سے بنے ٹرانزسٹر کے کنڈکٹنس کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے اور مسلسل ٹیون کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

"آلہ کے کنڈکٹنس کی مسلسل ٹیون ایبلٹی سے نوول کوانٹم سینیپٹک فنکشنز کے علاوہ گھنے اور قابل پروگرام میموری اسٹیٹس حاصل ہوتے ہیں، جیسے کہ بائیو ریئلسٹک ہومیوسٹاسس اور ان پٹ مخصوص موافقت،" ہرسم بتاتے ہیں۔ "مزید کیا ہے، ہمارے آلات بہت کم بجلی استعمال کرتے ہیں اور موئیر الیکٹرانک ریاستوں کی یکسانیت کی بدولت ڈیوائس سے ڈیوائس میں کم سے کم تغیرات دکھاتے ہیں۔"

کمرے کے درجہ حرارت کا آپریشن

اور یہ سب کچھ نہیں ہے: ڈیوائسز تیزی سے سوئچ کرتے ہیں، بجلی بند ہونے پر بھی اپنی الیکٹرانک حالت برقرار رکھتے ہیں اور اہم بات یہ ہے کہ کمرے کے درجہ حرارت پر مستحکم ہوتے ہیں۔ یہ پچھلے moiré آلات کے برعکس ہے جو صرف cryogenic درجہ حرارت پر کام کرتے تھے۔

اپنے ٹرانجسٹر کو جانچنے کے لیے، ہرسم اور ٹیم نے اسے ایک دوسرے سے ملتے جلتے نمونوں کو پہچاننے کی تربیت دی۔ انہوں نے ایک قطار (000) میں تین صفر کی ترتیب ڈال کر شروع کیا اور پھر اسی طرح کے نمونوں کی شناخت کے لیے اس کا تجربہ کیا، جیسے کہ 111 یا 101۔

یادداشت کرنے والے نیورومورفک کمپیوٹنگ کے لیے ورسٹائل مصنوعی synapses بناتے ہیں۔

"اگر ہم نے اسے 000 کا پتہ لگانے کی تربیت دی اور پھر اسے 111 اور 101 دیا، تو یہ جانتا ہے کہ 111 000 سے زیادہ 101 سے ملتا جلتا ہے،" ہرسم بتاتے ہیں۔ "000 اور 111 بالکل ایک جیسے نہیں ہیں، لیکن دونوں لگاتار تین ہندسے ہیں۔"

وہ کہتے ہیں کہ مماثلت کو تسلیم کرنا ادراک کی ایک اعلیٰ سطحی شکل ہے جسے ایسوسی ایٹیو لرننگ کہا جاتا ہے اور نیا آلہ اس کے قابل ہے۔

محققین اب گرافین اور ایچ بی این سے آگے دوسرے وین ڈیر والز مواد کی صلاحیت کو تلاش کر رہے ہیں، امید کرتے ہیں کہ انہیں مزید نفیس نیورومورفک فعالیت کے ساتھ moiré heterostructures میں ضم کیا جائے گا۔ ہرسم بتاتا ہے کہ "ایک طویل مدتی مقصد یہ ہوگا کہ مکمل طور پر مربوط نیورومورفک سرکٹس اور سسٹمز کو محسوس کرنے کے لیے ان ہیٹرسٹرکچرز کے درمیان سب سے زیادہ امید افزا مثالوں کو بڑھایا جائے۔" طبیعیات کی دنیا.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/moire-material-makes-a-synaptic-transistor-for-neuromorphic-computing/