Computador imita cérebro com supercondutores e LEDs

Computador neuromórfico
O supercomputador mais rápido do mundo, o Sunway TaihuLight, 100% chinês, executa mais cálculos por segundo do que um cérebro humano, mas consome cerca de 800.000 vezes mais energia.

Para tentar tirar essa diferença, uma equipe do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos EUA (NIST) está propondo um novo sistema de computação baseado em componentes supercondutores que se comunicam usando luz e que funciona de forma mais parecida com a arquitetura neural do cérebro humano.

Os cálculos de Jeffrey Shainline e seus colegas sugerem que seu computador-supercondutor-fotônico poderá operar com menos energia e realizar mais cálculos do que o cérebro humano - se bem que a capacidade estimada de cálculos do cérebro humano foi recentemente multiplicada por 100.

Neurônio teia de aranha
Nos computadores atuais, cada componente semicondutor interage com apenas alguns outros, aos quais são conectados por fiações diretas. Acontece que, se cada componente fosse ligado a milhares de outros, como ocorre no cérebro, a arquitetura do circuito rapidamente se torna caótica.

Para resolver isto, Shainline propõe usar fótons em vez de elétrons. Os fótons podem atuar como portadores de informação e podem se comunicar com inúmeros outros sem a necessidade de conexões com fios.

O neurônio artificial consiste de um fio supercondutor conectado a um LED - incorporado seria o melhor termo, já que ambos fazem parte do mesmo componente. Os dois elementos atuam como detector e transmissor de sinal, respectivamente.

Na ausência de fótons de entrada, o LED permanece desligado e o neurônio fica inativo. Quando o supercondutor absorve fótons, sua temperatura aumenta, provocando uma transição de uma fase supercondutora para uma fase metálica. Isso altera o fluxo de corrente no LED, ligando-o e tornando o neurônio ativo.

Como essa transição requer a absorção de múltiplos fótons, o circuito pode imitar os neurônios reais, que disparam apenas se o sinal de entrada superar um limiar. Guias de onda ramificados então canalizam os fótons emitidos para milhares de outros neurônios supercondutores, compondo o que os pesquisadores chamam de "neurônio teia de aranha".

Estrutura do computador (em cima) e de cada neurônio artificial, formado por um supercondutor e um LED (embaixo). [Imagem: Jeffrey M. Shainline et al. - 10.1103/PhysRevApplied.7.034013]

Operações
De acordo com os cálculos da equipe, esse sistema poderá realizar 10 vezes mais operações do que o cérebro humano e consumir apenas 20 W de energia.

Agora é aguardar que os engenheiros ponham a mão na massa e afiram se esse neurônio artificial em teia realmente funciona.

Bibliografia:
Superconducting Optoelectronic Circuits for Neuromorphic Computing
Jeffrey M. Shainline, Sonia M. Buckley, Richard P. Mirin, Sae Woo Nam
Physical Review Applied
Vol.: 7, 034013
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.7.034013

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Excelente o trabalho desses pesquisadores! Agora, imagine se alguém chegasse nesses cientistas e dissesse que o supercomputador que eles estão desenvolvendo pode ter surgido por mutações randômicas, lentas e graduais, tocado pelo acaso, em milhões de anos, o que será que eles diriam? Pois é... Mas biólogos evolucionistas e outros querem nos fazer acreditar que o cérebro humano, muito mais eficiente que esse que estão pelejando pra desenvolver, gastando tempo, neurônios e dinheiro, surgiu pelo processo natural de evolução... O nosso cérebro, como o próprio artigo sugere, pode ser até 100 vezes mais potente que imaginamos hoje, é a prova de água, é econômico, compacto, a prova de choque, pode funcionar com um hemisfério, é barato pra nutri-lo, é a máquina mais incrível que o homem já viu e que quer copiar... E você acreditou nisso? Nosso cérebro é muito inteligente pra crer nessas fantasias evolucionárias. Somente uma Mente super inteligente pode ter nos criado, um design inteligente de uma Mente que tudo sabe e tudo pode.[ALM]