系统信息:2月21日

重建大脑
斯坦福大学和桑迪亚国家实验室研究人员创建了一个有机的、高性能、低能耗人工突触神经网络计算,旨在更好的再现人类大脑处理信息的方式,也可以导致脑机的改进技术。

Alberto Salleo斯坦福大学材料科学和工程学副教授说,“它就像一个真正的突触的有机电子器件可以工程化。这是一个全新的家庭设备,因为这种类型的架构还没有被证明。对于许多关键指标,它的表现也比任何与无机物的做过。”

人工大脑突触与突触的方式学习通过交叉的信号——显著的能源节省比传统的计算,其中包括单独处理信息,然后将其存储到内存中。这里,处理创建内存,研究者解释说。

他们预计这种突触可能最终会更多类人脑计算机的一部分,这可能是特别有益的运算与视觉和听觉信号,如语音控制接口和无人驾驶汽车。过去的努力在这个领域产生了高性能神经网络由人工智能算法,但这些仍然遥远的模仿者的大脑依靠传统能源消耗计算机硬件,团队断言。

人工突触是基于电池设计、和由两个薄,灵活的电影有三个终端,通过盐水的电解质。设备是一个晶体管,的一个终端控制流电之间的其他两个。

像在大脑神经路径被钢筋通过学习,人工突触的研究人员计划反复放电和充电,并能够预测在1%的不确定性的突触电压需要得到什么特定的电子状态,一旦有,它仍然在那个国家。

设备的每一部分是廉价的有机材料做的。这些不是在自然界发现的但他们主要是由氢和碳和兼容大脑的化学。细胞生长在这些材料,它们甚至被用来制造人工泵神经发射器。电压应用于火车人工突触也一样,通过人类的神经元。

研究人员补充说,这一切加起来的可能性人造synapse可以与生活沟通神经元,从而提高脑机接口。设备的柔软和灵活性也有助于在生物环境中使用。任何应用程序之前生物学,然而,该小组计划建立一个实际的人工突触进行进一步的研究和测试。

热流量子限制
根据密歇根大学研究人员,因为黄金是拉伸成一个链一个原子厚,高速公路这一过程被称为热打开一个量子的热导率。他们现在首次在室温下观测到这一现象。

艺术表现的热流在单个原子结。(来源:密歇根大学)

量子的热导率代表了最大可能的热流通过一个通道材料,因此,渠道是热流的一条高速公路。研究人员证明,金原子链在室温下有这样一个通道。

这一发现提供了深入了解热量流动在原子极限下,并通知下一代集成电路和其他纳米技术的发展。

两个多世纪以来,科学家和工程师们已经研究了热量流动。约瑟夫傅里叶发达法律描述传热在1800年代早期。傅里叶传热定律中起着重要的作用和经典物理学是有用的在设计设备,研究人员提醒。

但热流常常需要加强在电子的情况下,或减少热电设备有效的热量转换成电能,所以傅立叶定律适用于宏观尺度设备但分解single-atom-wide电线。

而不是看散装材料傅里叶一样,团队看着仅有一个原子厚的纳米线,并要求如何热量流动的最小的尺寸。

工程师们一直在努力二十多年来回答这个问题。在原子尺度理论预测表明,热传输是由量子力学和有一个上限,或最大可能的热流通过任何single-atom-wide电线。

虽然这热流行为由量子力学理论,它只有被观察到在超冷的温度,和创建有用的纳米系统,需要在室温下观测的影响。

为此,密歇根大学团队开发了picowatt-resolution热流传感器称为“热量计”,能够测量热量流动的单原子链的黄金和白金。皮瓦分辨率达到100倍更比以前的设备,使他们能够观察量子化的热流属性,他们说。

工作涉及国际合作。理论家胡安·卡洛斯Cuevas教授马德里自治大学Peter Nielaba以及保利费边,教授康斯坦茨大学在德国,执行关键计算使用最先进的计算工具模型热流的单原子电线,并提供直接的实验数据相比,密歇根大学的研究人员说。

这项工作为探索铺平了道路的终极限制能源和热流在许多不同的材料,包括原子和分子大小的设备和有机分子。

没有时钟的测量时间
对基础研究和前沿技术,EPFL科学家已经能够在电子光电发射测量超短时间延迟不使用一个时钟。工作原理的证明,可以触发进一步的基础研究和应用研究,并处理时间本身的基本性质来帮助理解光电发射过程的细节,但也可以用于光电发射光谱学在感兴趣的材料,如石墨烯和高温超导体。

研究人员提醒,当光照对某些材料,它导致它们发射电子,称为“光电发射。“爱因斯坦在1905年发现的,这为他赢得了诺贝尔奖,但仅在过去的几年里,随着激光技术的发展,科学家们已经能够在非常短的时间尺度方法光电发射。但现在,欧洲职业足球联盟团队已经决定推迟1000000000秒的1000000000的光电发射通过测量photoemitted电子的自旋不超短激光脉冲的需要。

虽然已经有很大的进步在使用光电发射和photo-emitted电子的自旋极化,这整个过程需要的时间尺度的地方没有详细探讨。常见的假设是,一旦光线到达材料,电子瞬间兴奋和释放。但是最近的研究使用先进的激光技术挑战,显示,实际上有一个时间延迟的阿秒。

然而,雨果·迪勒EPFL的实验室,与同事在德国,表明在光电发射,发射电子的自旋极化可以与阿托秒光电发射的时间延迟。有趣的是,他们发现这个不需要任何实验时间分辨率或测量,从本质上讲,不需要时钟通过使用一种光电发射光谱(SARPES)来测量电子的自旋photo-emitted从水晶的铜。