Un memristor d’un nouveau genre réagit comme un neurone

Des chercheurs américains viennent de mettre au point un memristor d’un nouveau genre, capable de reproduire l’activité d’un neurone en se basant sur la transition de Mott. Un tel composant permettrait la création d’ordinateurs analogiques et pourrait être utilisé dans le développement de réseaux neuronaux pour l’intelligence artificielle.

La prochaine révolution technologique sera-t-elle l’informatique analogique ? L’un des composants essentiels pour construire un ordinateur analogique est le memristor (ou memristance). Un groupe de chercheurs de Hewlett Packard, Texas A&M et Stanford sont parvenus à créer le premier memristor capable de reproduire l’activité d’un neurone. Il émet non seulement des impulsions électriques, mais également des séries d’impulsions, des oscillations entretenues et reproduit bien d’autres activités neuronales.

Un memristor est une mémoire électronique. Sa résistance change de manière permanente selon le courant qui lui est appliqué, ce qui peut ensuite être lu comme une donnée. Le nouveau memristor créé par les chercheurs combine une résistance, un condensateur et un memristor de Mott. Ce dernier fonctionne sur le principe de la transition de Mott, où certains matériaux deviennent conducteurs ou isolants selon la température. Ici, il s’agit d’une couche très fine de dioxyde de nobium.

La composition du memristor lui permet de reproduire l’activité d’un neurone. © Research Group of R. Stanley Williams 

La transition de Mott, la base du neurone artificiel

Lorsque le memristor reçoit un courant continu, la température du dioxyde de nobium augmente et le matériau devient conducteur. La charge contenue dans le condensateur peut alors le traverser. La couche se refroidit ensuite et redevient un isolant, reproduisant ainsi le potentiel d’action d’un neurone.

La suite des travaux concernera notamment la recherche de matériaux qui subissent la transition de Mott à des températures différentes. Le dioxyde de nobium actuellement utilisé atteint 800 degrés Celsius, ce qui pourrait être un frein au développement d’appareils complexes. Une alternative est l’oxyde de vanadium. Toutefois, avec une température de transition de 60 °C, il ne pourrait pas être utilisé dans un centre de données, par exemple, dont les systèmes atteignent souvent 100 °C. Ce memristor représente donc un grand pas en avant, mais la révolution de l’informatique analogique n’est pas encore pour demain.