Chegada
da eletrônica atômica ao mercado é iminente, diz cientista
Redação
do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2018
O treinamento de uma rede neural é feito pelo posicionamento de elétrons
individuais dentro da máquina atômica. [Imagem: Mohammad Rashidi et al. -
10.1103/PhysRevLett.121.166801]
Simulador
de elétrons
Embora as ferramentas da
nanotecnologia tenham permitido controlar com grande precisão a colocação de
átomos em uma superfície, duas limitações têm impedido aplicações eletrônicas
práticas: os átomos só ficam onde são colocados sob temperatura criogênica, e
só podem ser manipulados com facilidade em superfícies metálicas, que não são
tecnologicamente muito úteis nessas dimensões.
Portanto, embora o controle
atômico sobre estruturas não seja incomum - a ferramenta mais usada são os
microscópios de força atômica -, fazer padrões customizados para criar novos
dispositivos eletrônicos úteis está fora do alcance da nanotecnologia.
Ou estava, até agora.
Mohammad Rashidi, da Universidade
de Alberta, no Canadá, construiu um aparelho, parte máquina atômica, parte
circuito eletrônico, que cria padrões atômicos sob medida para, por sua vez,
controlar os elétrons, superando os principais obstáculos que impedem a
tecnologia atômica de estar disponível para as massas.
"Os átomos são um pouco como
cadeiras nas quais os elétrons sentam. De forma muito parecida com que podemos
afetar as conversas em um jantar controlando o agrupamento das cadeiras e quem
senta nelas, controlar a colocação de átomos individuais e elétrons pode afetar
as conversas entre os eletrônicos," disse o professor Robert Wolkow,
coordenador da equipe de pesquisa.
Isto significa que tanto a
robustez - dispensando as temperaturas criogênicas e o ambiente de vácuo -
quanto a utilidade elétrica necessária estão agora ao alcance dos engenheiros.
Além disso, as estruturas podem ser modeladas sobre superfícies de silício, o
que significa que a técnica pode ser escalonada para condições usadas
industrialmente.
"Esta é a cereja em um bolo
que estamos assando há cerca de 20 anos. Nós aperfeiçoamos a padronagem de átomos
de silício recentemente, então pusemos o aprendizado de máquina para
assumir o controle [...]. Agora, liberamos os elétrons para seguir sua natureza
- eles não podem sair do quintal que criamos, mas eles podem correr livremente
e brincar com os outros elétrons lá dentro. As posições que os elétrons
assumem, surpreendentemente, são os resultados de computações úteis,"
acrescentou Wolkow.
Máquina
atômica rumo ao mercado
A equipe já está usando a
tecnologia para construir uma máquina de maior escala que simula o
funcionamento de uma rede neural, a ferramenta essencial da inteligência artificial.
Ao contrário das redes neurais
normais, incorporadas em transistores e controladas por software, a máquina
atômica exibe espontaneamente a relativa estabilidade energética dos seus
padrões de bits. Esses, por sua vez, podem ser usados para treinar uma rede
neural mais rapidamente e com precisão maior do que é atualmente possível.
Com a prova de conceito pronta, a
pesquisa já despertou o interesse de vários grandes parceiros industriais,
contou Wolkow, acrescentando que a produção em massa dessas tecnologias mais
verdes, mais rápidas e ainda menores é iminente.
Bibliografia:
Initiating and monitoring the evolution of single electrons within atom-defined structures
Mohammad Rashidi, Wyatt Vine, Thomas Dienel, Lucian Livadaru, Jacob Retallick, Taleana Huff, Konrad Walus, Robert A. Wolkow
Physical Review Letter
Vol.: 121, 166801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.166801
https://arxiv.org/abs/1709.10091
Initiating and monitoring the evolution of single electrons within atom-defined structures
Mohammad Rashidi, Wyatt Vine, Thomas Dienel, Lucian Livadaru, Jacob Retallick, Taleana Huff, Konrad Walus, Robert A. Wolkow
Physical Review Letter
Vol.: 121, 166801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.166801
https://arxiv.org/abs/1709.10091
