研究透视：Nature-分子忆阻器内的决策树

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大脑新皮层中，神经元之间大量的树突突触互连嵌入了复杂的逻辑结构，可实现复杂的决策，其性能大大优于任何人工电子类似物。物理复杂性，远远超出现有的电路制造技术。此外，大脑中的网络是动态可重构的，这为不断变化的环境提供了灵活性和适应性。相比之下，最先进的半导体逻辑电路基于阈值开关，这些开关通过硬接线来执行预定义的逻辑功能。为了提高逻辑电路的性能，可以通过在纳米级材料特性中，表达复杂的逻辑，来重新构想基本的电子电路元件。今日，新加坡国立大学Sreetosh Goswami，T. Venkatesan，印度科学培育协会 (IACS)Sreebrata Goswami，德克萨斯农工大学电气与计算机工程系R. Stanley Williams团队在Nature上发文，报道了在金属-有机复合物的五个不同分子氧化还原状态之间，使用电压驱动的条件逻辑互连，以在单个忆阻器内嵌入具有 71 个节点的决策树（由多个 if-then-else 条件语句组成）的“树丛”。该分子忆阻器（“记忆电阻器”，一种公理地补充电容器、电感器和电阻器组的全局无源电阻开关电路元件）的合成电流 - 电压特性，在单个扫描周期中的两个电导水平。每个分子氧化还原状态，由原位拉曼光谱确定，并通过量子化学计算证实，从而揭示了电子传输机制。

图1 电路元件结构和 I(V) 特性。

图2 原位光谱。

图3 单个分子膜电路元件内的决策丛林。

图4 多变量决策树的实现。

仅包含这些元素的简单电路，通过实验证明了多变量决策树中的动态可重构、可交换和非可交换状态逻辑，这些逻辑在单个时间步长内执行，可用于边缘计算中的局部智能。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03748-0

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03748-0

本文译自“Nature”。若有不通不当之处，恳请在微信公众号留言指正！

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