Sinapses optoeletrônicas supercondutoras programáveis de um único fóton com memória integrada de múltiplos estados

A co-localização de memória e processamento é um princípio fundamental da computação neuromórfica. Um dispositivo de memória local para armazenamento de peso sináptico há muito é reconhecido como um elemento habilitador para hardware neuromórfico de grande escala e alto desempenho. Neste trabalho, demonstramos sinapses supercondutoras programáveis com memórias integradas para uso em sistemas neurais optoeletrônicos supercondutores. Detectores de fótons únicos de nanofios supercondutores e junções de Josephson são combinados em circuitos sinápticos programáveis que exibem sensibilidade a fótons únicos, células de memória com mais de 400 estados internos, integração com vazamento de eventos de pico de entrada e energias de programação de 0,4 fJ (incluindo potência de resfriamento). Esses resultados são atraentes para implementar uma variedade de algoritmos de aprendizado supervisionado e não supervisionado e estabelecem a base para uma nova plataforma de hardware otimizada para aceleradores de redes neurais de pico em larga escala.