Нейроморфные чипы функционируют по принципам, отличным от классических компьютеров, построенных по архитектуре фон Неймана с раздельными блоками памяти и процессора. В основе таких чипов лежит сеть простых вычислительных ячеек, имитирующих нейроны, и, подобно воде, равномерно заполняющей сосуд любой формы, они способны находить решения без избыточных итераций. Сам чип, как и биологический мозг, строится на углероде — химической основе живых систем.
Исследователи поставили задачу очистки сигнала от шумов, переведя её на физический язык поиска минимума энтропии — то есть состояния с наименьшим беспорядком. Были предложены два подхода, или «рецепта». Первый использует минимальное количество спинов — квантовых состояний, аналогичных элементарным магнитным моментам, — но в сильно запутанной конфигурации, напоминающей спутанные спагетти. Второй подход задействует большее число спинов, однако связи между ними остаются простыми и короткими, словно линии в рецепте слоёного теста.
Экспериментальная проверка на реальном чипе показала неожиданный результат: в ряде случаев второй подход, несмотря на большее количество задействованных элементов, работал быстрее и точнее. Исход определяется тем, сколько связей чип способен активировать одновременно — подобно тому, как выбор муки зависит от характеристик конкретной духовки. Универсального рецепта не существует, и только комбинируя оба метода, можно добиться наилучшего восстановления сигнала.
Мозг потребляет всего 20 ватт — мощность маленькой лампочки. А суперкомпьютер, моделирующий его работу, тратит мегаватты. Нейрочипы сужают эту пропасть в тысячу раз.