艾薩克-牛頓在被隔離于鼠疫蔓延的情況下取得了突破性的科學成果，這是一個傳奇。加州大學圣地亞哥分校的物理學家現(xiàn)在可以在大流行病驅動的科學史上占有一席之地。加州大學圣地亞哥分校的一個研究小組和普渡大學的同事現(xiàn)在已經模擬出了模仿大腦功能的新型人工智能計算設備的基礎，這一成就很大程度上由COVID-19大流行病封鎖帶來的。 Mo&Po9  
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通過將新的超級計算材料與專門的氧化物相結合，研究人員成功地展示了電路和設備網絡的主干，這些網絡反映了基于生物的神經網絡中的神經元和突觸的連接。 @\Yu?_
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《美國國家科學院院刊》（PNAS）對這些模擬進行了描述。 k7=mxXF  
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隨著今天的計算機和其他設備的帶寬需求達到其技術極限，科學家們正在努力實現(xiàn)更強大的通信能力，在未來，新材料可以被協(xié)調起來，以模仿類似動物神經系統(tǒng)的速度和精度�；�于量子材料的神經形態(tài)計算，顯示出基于量子力學的特性，使科學家有能力超越傳統(tǒng)半導體材料的限制。這種先進的多功能性為新時代的設備打開了大門，這些設備比今天的設備更靈活，能源需求更低。其中一些工作由物理系助理教授Alex Frañó和加州大學圣地亞哥分校的量子材料節(jié)能神經形態(tài)計算（Q-MEEN-C）的其他研究人員領導，該中心是能源部支持的能源前沿研究中心。 o%l|16DR  
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Frañó說："在過去的50年里，我們看到了令人難以置信的技術成就，這些成就讓計算機逐漸變小和變快--但即使是這些設備也有數(shù)據存儲和能源消耗的限制，"Frañó說，他與加州大學圣地亞哥分校前校長、加州大學校長和物理學家Robert Dynes一起擔任PNAS論文的作者之一。"神經形態(tài)計算的靈感來自于數(shù)以百萬計的神經元、軸突和樹突的涌現(xiàn)過程，這些神經元、軸突和樹突在一個極其復雜的神經系統(tǒng)中連接在我們身體各處。"
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作為實驗物理學家，F(xiàn)rañó和Dynes通常在實驗室里忙于使用最先進的儀器來探索新材料。但是隨著大流行病的發(fā)生，F(xiàn)rañó和他的同事們被迫與世隔絕，擔心他們如何保持研究的進展。他們最終認識到，他們可以從模擬量子材料的角度來推進他們的科學。Frañó說。"我和我的合著者決定從更多的理論角度研究這個問題，所以我們坐下來，開始每周（基于Zoom的）會議。最終，這個想法發(fā)展并起飛了"。 |r/4 ({n  
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研究人員的創(chuàng)新是基于連接兩種類型的量子物質--基于氧化銅的超導材料和基于氧化鎳的金屬絕緣體過渡材料。他們創(chuàng)造了基本的"循環(huán)裝置"，可以用氦氣和氫氣在納米尺度上精確控制，反映了神經元和突觸的連接方式。添加更多的這些設備后，再使其相互連接并交換信息，模擬顯示，最終它們將可以創(chuàng)建一個網絡設備陣列，顯示出像動物的大腦一樣的突發(fā)特性。像大腦一樣，神經形態(tài)設備被設計為加強比其他設備更重要的連接，類似于突觸比其他信息更重要的稱重方式。 gro@+^DmT  
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"令人驚訝的是，當你開始放入更多的循環(huán)時，會開始看到你沒有預期的行為，"Frañó說。"從這篇論文中，我們可以想象用6個、20個或100個這樣的設備來做這件事--然后它就會以指數(shù)形式變得豐富。最終的目標是創(chuàng)建一個由這些設備組成的非常大而復雜的網絡，它們將有能力學習和適應。"現(xiàn)在，F(xiàn)rañó和他的同事們又回到了實驗室，用真實世界的儀器測試PNAS論文中描述的理論模擬。