Издание Nanomaterials опубликовало статью о достижении российских ученых из МФТИ, которым удалось получить новую джозефсоновскую структуру и построить на ее основе биоподобную модель нейрона. Это открывает путь к созданию нейроморфных систем на порядки сложнее, чем существующие полупроводниковые аналоги на базе CMOS. Полупроводниковые системы нельзя усложнять бесконечно, так как это увеличивает затраты энергии и провоцирует их перегрев, поэтому ученые ищут им замену.
Для увеличения эффективности моделирования нейрофизиологической активности конструкция должна содержать как можно больше нейронов. Увеличение их числа создает проблемы с обработкой передаваемых сигналов, поэтому ученые пытаются реализовать их на новых физических принципах. Одним из перспективных направлений является применение джозефсоновского перехода в сверхпроводниках, который порождает квантовый всплеск напряжения. При определенных условиях форма всплеска становится близкой к сигналу, который протекает в живых нейронах.
Для создания модели нейрона достаточно конструкции из пары джозефсоновских контактов. Ученые из МФТИ спроектировали экспериментальную систему, взяв за основу золотые нанопровода в качестве сверхпроводников. Она интересна тем, что при замене одного из джозефсоновских контактов двухконтактным интерферометром система переходит в новое состояние. В нем нейрон имитирует поведение под воздействием токсинов или лекарств, может моделировать работу нервной системы при травме или различных заболеваниях, чего не получалось достичь ранее.
Александр Мартыненко
