我学者提出新型类脑计算方案

发布时间:2024-08-10 11:36:10 来源: sp20240810

科技日报南京7月7日电 (记者金凤)记者7日从南京大学获悉,该校物理学院教授缪峰、副教授梁世军团队联合南京理工大学教授程斌,通过构筑特殊堆垛构型的魔角石墨烯器件,观测到电子型铁电性与拓扑边界态的共存,并基于可选择的准连续铁电开关,首次提出了噪声免疫的类脑计算方案。该工作为开发基于拓扑边界态的新型低功耗电子器件开辟了全新技术路线。相关成果近日发表于国际学术期刊《自然·纳米技术》。

半导体芯片的运行依赖于电子传输。传统材料中,电子传输的运动轨迹像十字路口行驶的车辆一样不规则,消耗较多能量。而拓扑量子材料中存在电子传输的“高速公路”——拓扑边界态。通过按需改变材料陈数,实现对拓扑边界态数目的调控,有望开发出以拓扑边界态为全新信息载体的计算技术。

莫尔超晶格材料是一类通过构筑特殊的二维材料异质结界面结构所形成的材料体系。研究团队先构建了一个全新的莫尔异质结结构。他们发现,撤去施加的外电场后,该莫尔体系中的电极化不会消失,表明了铁电性的存在。而在垂直磁场下,材料中涌现了陈绝缘体,这使得研究人员能够利用铁电极化来调控不同的陈数,从而实现不同拓扑边界态的非易失切换。随后,他们在魔角双层石墨烯器件中实现了准连续铁电态的开关功能。最后,团队利用铁电陈绝缘体的拓扑边界态作为信息载体,提出了噪声免疫的类脑计算方案。

“此次研究主要是概念验证。未来,我们还需克服大面积材料的转移、器件的规模化集成方案、外围适配电路的开发等诸多挑战,实现拓扑量子类脑计算芯片原型的开发,探索其在实际场景中的应用。”缪峰说。

(责编:王震、陈键)

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中国科研人员研发铷原子钟 稳定度刷新国际纪录

发布时间:2024-08-10 11:36:11 来源: sp20240810

   中新社 武汉1月13日电 (马芙蓉 杨婷婷)记者13日从中国科学院精密测量科学与技术创新研究院获悉,该院研究员梅刚华带领团队研制出新款铷原子钟,测得秒级频率稳定度为9E-14(1E-14为百万亿分之一),百秒级频率稳定度为9E-15。这是目前国际上最高的铷原子钟短期稳定度指标。

  相关成果于近日发表于国际期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》。论文评审专家认为,该研究工作“创造了铷原子钟短期频率稳定度的新纪录”,研究结果“令人鼓舞”。

  据了解,铷原子钟具备体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、寿命长且制造成本低等优势,是目前应用最广的原子钟,在卫星导航、通信、电力、金融等领域均有应用。在卫星导航领域,星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”,对系统定位和授时精度具有决定性作用。

  梅刚华从1997年开始致力于铷原子钟的研究,先后研制出三代具有完整自主知识产权的星载铷原子钟,批量装备于北斗导航卫星。其中,2016年研制成功的第三代星载铷原子钟,秒稳定度为7E-13,万秒和天稳定度均在E-15量级,创造了当时铷原子钟频率稳定度的国际纪录。此次研究成果,再度刷新该团队2016年创造的国际纪录。

  梅刚华表示,此次技术突破,有助于发展高品质微波振荡器技术和研制新一代北斗系统星载原子钟。

  但他也指出,一台高精度原子钟,既要具备良好的短期稳定度,还要具备良好的中长期稳定度。要将铷原子钟的中长期稳定度提升到与E-14量级秒稳定度相匹配的水平,任务仍然十分艰巨。这也是他和团队下一步努力的方向。(完) 【编辑:姜雨薇】