大腦內的神經元傳輸和處理信息。
通過高速電子探針連接的人造突觸。圖片來源：《自然》雜誌官網
科技日報北京1月29日電（記者劉霞）據英國《自然》雜誌網站26日報道，美國科學家研制出壹款模擬人腦神經中樞處理過程的超導人造突觸，其信息處理速度比人腦更快更高效。研究人員表示，盡管該人造突觸商用還面臨不少困難，但它是神經形態計算設備發展史上的裏程碑，可用於未來類腦計算機中。
神經形態計算被認為代表了未來人工智能的重要發展方向，其靈感來源於人類大腦。神經形態設備模仿突觸和神經元，將負責數據存儲和數據處理的元器件整合到同壹塊芯片中，能更節能、更快速、更高效地處理和學習數據。
但目前此類設備的工作效率很低。因此，美國國家標準與技術研究院（NIST）的邁克爾·施耐德領導團隊，利用鈮超導體制造出了類神經元的電極，並用數千個納米磁錳團簇填充超導體之間的空隙，獲得新的人造突觸。
通過改變突觸內磁場的大小，納米團簇能對齊指向不同方向，使這壹系統能編碼信息，且計算能力超過其他神經形態系統。研究表明，這些突觸每秒能傳遞信息十億次，比人類神經元快幾個數量級，而且，使用的能量僅為生物突觸的千分之壹。計算模擬顯示，合成神經元可對9個來源的輸入進行核對，再將其傳遞給下壹個電極。
不過施耐德表示，如果用於復雜的計算，需要數百萬個突觸。其次，這種突觸只能在接近絕對零度的溫度下運行，且要在液氦中冷卻。英國曼徹斯特大學計算機工程師史蒂夫·弗伯認為，這可能使芯片不適合小型設備使用，但施耐德指出，冷卻設備需要的能耗少於擁有同等計算能力的傳統計算機的能耗。
加州理工學院電子工程師卡沃·米德認為該新方法很有創意，但目前人們還未能很好地理解生物突觸的關鍵屬性，因此，將新芯片用於實際計算中還需很長時間。