Група дослідників з університету осаки, токійського університету і університету хоккайдо розробила відносно просту систему, яка за допомогою іонів, струмів фарадея і електрохімічних реакцій може виробляти досить складні обчислення. Дане досягнення відкриває шлях до створення свого роду електрохімічних іонних співпроцесорів, які зможуть швидко і ефективно виконувати на їх рівні певні види складних обчислень, обганяючи, при цьому, традиційні процесори.
Обчислення за допомогою електрохімічного реактора є відносно новою тенденцією в обчислювальних технологіях. Замість використання напівпровідникових чіпів, процесорів і пам’яті, тут використовуються хімічні реакції, що проводяться всередині нелінійної динамічної системи. А введення вихідної інформації і виведення результатів обчислень здійснюється за рахунок струмів, що виникають в результаті іонної провідності електрохімічного розчину.
«електрохімічний процесор», створений японськими дослідниками, складається з 90 пар плоских електродів, занурених в спеціальний розчин. В якості результатів обчислень, алгоритм яких задається складом розчину, використовується співвідношення вхідного до вихідного електричного сигналу. Вихідний же сигнал утворюється завдяки іонним струмів і струмів, що виникають в результаті електрохімічних реакцій, які курсують в розчині в різних напрямках.
Вся матриця електродів підключена до багатоканального пристрою, який з великою швидкістю проводить вимірювання електричних потенціалів між парами електродів. Ці вимірювання виконуються паралельно, і вони дозволяють скласти свого роду загальну моментальну картину розподілу іонів і електричних струмів всередині розчину.
У своїх експериментах вчені використовували розчин поліоксометалату (polyoxometalate), молекули якого являють собою багатоатомні іони, і звичайну максимально очищену від різних іонів воду. Робота системи електрохімічних обчислень в обох випадках виявилася схожа за багатьма параметрами, однак, вчені знайшли і деякі кардинальні відмінності.
«розчин поліоксометалату продемонстрував більшу різноманітність вихідних струмів, що робить його ідеальним варіантом для обробки різних гармонійних і періодичних сигналів» — пишуть дослідники, — » але чиста вода, як би це дивно не звучало, виявилася краще при вирішенні систем нелінійних рівнянь другого порядку. Все це разом демонструє потенціал електрохімічних обчислень для рішення більш складних задач, таких як розпізнавання рукописного тексту, поділ тексту на окремі слова і т. П.»
З усього написаного вище можна зробити висновок, що електрохімічні реакції, ефекти протонної та іонної провідності зможуть у майбутньому стати основою спеціалізованих обчислювальних систем, що володіють високою ефективністю, великою обчислювальною потужністю на певному колі завдань, і низькою вартістю. А простота реалізації такої технології дозволить працювати над нею великому колу дослідницьких груп і наукових організацій.
ключові слова: іон, розчин, струм, електрохімічна, реакція, обчислення, сигнал
першоджерело
інші новини по темі:
Вчені створили першу в своєму роді осередок хімічної пам’яті, хімічний біт
Російські вчені змусили звичайний комп’ютер виробляти складні обчислення …
Створені органічні електрохімічні транзистори, за допомогою яких можн …
Матриця нанорозмірних іонних мікролів-великий крок у реалізації багатоб …
