Den genomsnittliga mänskliga hjärnan har mer än hundra miljarder nervceller, som är anslutna i komplexa nätverk.
Typiskt möjliggör kollektiva, parallella åtgärder av miljontals dessa nervceller den mänskliga hjärnan för att slutföra vissa uppgifter mer effektivt än även de mest kraftfulla superdator. Omdömen
Dessutom har den mänskliga hjärnan förmågan att lära sig genom minnet, både på kort och lång sikt. Kortfristiga minnen bildas när ett ökat antal molekylära signalsubstanser frigörs vid en synaps-kontaktpunkten mellan nervceller-sända en starkare signal från en neuron till nästa.
Långsiktiga minnen bildas när signalsubstanser aktiverar gener och skapa ett större antal synapsförbindelser, vilket leder till en mer permanent förändring i hjärnans ledningar. Omdömen
Bandyopadhyay och hans kollegor försökte efterlikna denna struktur. De började med molekyler av 2,3-dikloro-5,6-dicyano-p-bensokinon, en obskyr organisk förening som kallas DDQ för kort. En DDQ molekyl kan växla reversibelt mellan fyra ledande stater. Forskarna byggde datorn genom att deponera två skikt av DDQ på ett guld yta.
Att koda informationen i skikten, använde teamet ett sveptunnelmikroskop, ett verktyg med en nanoskop spets som kan användas för att ge en liten spänningspuls; spänningarna ställa DDQ molekyler i olika ledande tillstånd. Omdömen
För att göra en DDQ krets som kan beräkna, bildar mikroskopet elektroniska bindningar mellan molekyler och dessa obligationer förändras över tiden. "Molekyler roterar på ytan för att bryta ledningar med en molekyl och skapa ledningar med en annan", förklarar Bandyopadhyay.
Omdömen
Forskarna kodade enhetens inbitar som ett mönster av ledande stater i DDQ skikten. Detta bitmönster är instabil och kommer att "spontant slappna att bilda en ny sammankopplande krets på ytan", säger Ranjit Pati, professor i fysik vid Michigan Technological University som är medförfattare på forskningen. "Mönstret utvecklas över tiden för att ge utgångsmönster." Omdömen
För att testa sin parallelldator, Bandyopadhyay och hans kollegor försökte simulera två fenomen som förekommer i naturen.
Den första var elektron diffusion-vägen elektroner rör