با تولید نوعی نانوبلور با ویژگی‌های خاص، مسیر تازه‌ای برای افزایش سرعت کار هوش مصنوعی ایجاد شده است.
هوش مصنوعی با کمک نانوبلورها سرعت بیشتری پیدا می‌کند
پژوهشگرانی از دانشگاه ایالتی اورگان نانوبلورهای نورانی ساختند که می‌توانند به سرعت خاموش و روشن شوند ویژگی که برای استفاده از آن‌ها در محاسبات و حافظه‌های نوری بسیار مهم است.
آرتیوم اسکریپکا، استادیار دانشگاه ایالتی اورگان می‌گوید: «قابلیت‌های سوئیچینگ و حافظه فوق‌العاده این نانوکریستال‌ها ممکن است در آینده برای محاسبات نوری استفاده شود. این نانوبلورها راهی برای پردازش و ذخیره سریع اطلاعات بوده که به دلیل سرعت بالای نور می‌تواند سرعت پردازش و ذخیره سازی را نیز افزایش دهند.»
نتایج این مطالعه اسکریپکا و همکارانش در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، دانشگاه کلمبیا و دانشگاه مادرید در مجله Nature Photonics منتشر شده است. آن‌ها در این مقاله، نانوذراتی که طراحی کرده‌اند را نانوذرات بهمن‌وار نامگذاری کردند.
این نانوذرات در حال سقوط بهمن‌وار خود از ویژگی‌های غیرخطی شدیدی در خواص گسیل نور برخوردار هستند. آن‌ها نوری را ساطع می‌کنند که شدت آن می‌تواند با افزایش اندک تابش لیزر به شدت افزایش یابد.
محققان نانوبلورهای متشکل از پتاسیم، کلر و سرب را مورد مطالعه قرار دادند، نانوبلورهایی که با نئودیمیم دوپ شده بودند. به خودی خود، نانوبلورهای کلرید سرب پتاسیم با نور تعامل ندارند. با این حال، به عنوان میزبان، یون‌های مهمان نئودیمیم آن‌ها را قادر می‌سازند تا سیگنال‌های نوری را به طور موثرتری مدیریت کنند، و این نانوبلورها را برای الکترونیک نوری، فناوری لیزر و سایر کاربردهای نوری مفید می‌سازند.
اسکریپکا گفت: «معمولاً، مواد لومینسانس هنگامی که توسط لیزر برانگیخته می‌شوند، نور از خود ساطع می‌کنند و در غیر این صورت تاریک می‌مانند. در مقابل، ما با کمال شگفتی متوجه شدیم نانوبلورهایی که سنتز کرده‌ایم، زندگی موازی دارند. تحت شرایط خاصی، آن‌ها رفتار عجیبی از خود نشان می‌دهند؛ به این شکل که این نانوبلورها می‌توانند دقیقاً تحت طول موج و توان لیزری یکسان، روشن یا تاریک باشند. این رفتار به عنوان دو پایداری نوری ذاتی شناخته می‌شود.»
وی افزود: «اگر کریستال‌ها در ابتدا خاموش هستند، برای روشن کردن و مشاهده گسیل به قدرت لیزر بالاتری نیاز داریم، اما هنگامی که آن‌ها نور ساطع می‌کنند، ما می‌توانیم تابش نانوبلور را با توان لیزری پایین‌تر از آنچه در ابتدا نیاز داشتیم مشاهده کنیم.»
اسکریپکا می‌گوید این رفتار شبیه به دوچرخه سواری است که برای به حرکت درآوردن دوچرخه، باید پدال‌ها را به شدت فشار دهد، اما هنگامی که در حال حرکت است، برای حفظ آن به تلاش کمتری نیاز دارد.
قابلیت‌های سوئیچینگ و کم مصرف بودن این نانوبلورها آن‌ها را برای استفاده در بخش هوش مصنوعی، مراکز داده و دستگاه‌های الکترونیکی مناسب کرده است.
اسکریپکا گفت: «ادغام مواد فوتونیکی با دوپایی نوری ذاتی می‌تواند به معنای پردازشگرهای داده سریع‌تر و کارآمدتر، بهبود الگوریتم‌های یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل داده‌ها باشد.»
