Puolalaisten tiedemiesten kokeilut Varsovassa todistavat, että myös kemia soveltuu informaation tallennukseen. IPC PAS -tutkimuslaitoksen (Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciencesin) tutkijat ovat osoittaneet todella erilaisen toimivan muistin, joka perustuu kemiallisiin ilmiöihin. Siinä muistiyksikkö on nimeltään chitti.
Kemiallisen bitin (chit) rooli voidaan täyttää yksinkertaisella kolme pisaran järjestelyllä, jotka ovat kosketuksessa toistensa kanssa ja joissa ilmenee värähteleviä reaktioita.
Kemiallinen perusta tutkijoiden muistille on Belousov-Zhabotinskyn (BZ) reaktio. BZ-reaktion toimintatapa on värähtelevä: kun yksi sykli on ohi, tarvittavat reagenssit aloittavat seuraavan jakson. Ennen kuin reaktio pysähtyy, tapahtuu useita kymmeniä tai jopa satoja oskillaatioita. Niihin liittyy säännöllinen muutos liuoksen värissä, jonka aiheuttaa reaktiokatalyytti ferroiini.
Toinen tutkijoiden käyttämä katalyytti oli rutenium. Rutenium saa BZ-reaktion valoherkäksi: kun liuosta valaistaan sinisellä valolla, se ei enää värähtele. Tämä ominaisuus mahdollistaa hallita reaktion kulkua.
Pisaroiden kemialliset oskillaatiot tapahtuvat hieman eri tahtiin mutta tutkijat järjestivät pisaransa tripleteiksi, joissa kukin pisara koskettaa kahta naapuriaan. Edelleen tutkijat järjestivät järjestelmäänsä pyörivät tilat, jossa kemiallinen tapahtuma johdetaan pisarasta pisaraan 1-2-3 tai vastakkaiseen suuntaan 3-2-1.
Kemia kiertävien pisaroiden välillä muistuttaa kierreaaltoa ja tämän tyyppisille aalloille on ominaista vakauden parantuminen. Sopivilla valinnoilla myös pisaroiden herätteiden pyörimissuunta voidaan muuttaa.
Kolmen pisaran järjestelmä kykeni pysyvästi tallentamaan yhden kahdesta loogisesta tilasta. Tutkijoiden mukaan chitti tarjoaisi myös kolmannen loogisen tilan, jota voisi käyttää tallentamaan esimerkiksi oikeellisuuden informaatiota.
Nyt tutkitut muistireaktiot sopivat vain informaation tallentamiseen, kun taas tallennus ja käsittely vaativat fyysiset menetelmät.
Siihen menee vielä luultavasti monia vuosia ennen kuin täysin kemiallista muistia voidaan rakentaa. Tavoitteena on kuitenkin kemiallinen tietokone, toteavat tutkijat tutkimuslaitoksensa tiedotteessa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 9.5.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
