科技日報北京9月30日電 （記者張夢然）美國哈佛大學工程與應用科學學院 （SEAS）團隊與生物技術初創公司DNA Script合作
，開發出一種由數百個離子晶體管組成的離子電路，並執行了神經網絡計算的核心過程。該研究發表在最近的《先進材料》上。

智能手機、計ji算suan機ji和he數shu據ju中zhong心xin中zhong的de微wei處chu理li器qi通tong過guo固gu體ti半ban導dao體ti操cao縱zong電dian子zi來lai處chu理li信xin息xi，但dan人ren類lei大da腦nao有you一yi個ge不bu同tong的de係xi統tong，其qi依yi靠kao操cao縱zong液ye體ti中zhong的de離li子zi來lai處chu理li信xin息xi。

受大腦的啟發，研究人員長期以來一直在尋求在水溶液中開發“離子”電路 。雖然水中的離子比半導體中的電子移動得慢，但具有不同物化性質的離子可用於更豐富、更多樣化的信息處理。

研yan究jiu人ren員yuan首shou先xian構gou建jian了le一yi種zhong新xin型xing離li子zi晶jing體ti管guan。該gai晶jing體ti管guan由you醌kun分fen子zi的de水shui溶rong液ye組zu成cheng
，與yu兩liang個ge同tong心xin環huan形xing電dian極ji和he一yi個ge中zhong心xin圓yuan盤pan電dian極ji相xiang連lian，就jiu像xiang一yi個ge靶ba心xin。

施(shi)加(jia)在(zai)中(zhong)心(xin)圓(yuan)盤(pan)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)會(hui)引(yin)起(qi)電(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)
，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)從(cong)圓(yuan)盤(pan)到(dao)水(shui)中(zhong)的(de)離(li)子(zi)電(dian)流(liu)。兩(liang)個(ge)環(huan)形(xing)電(dian)極(ji)通(tong)過(guo)產(chan)生(sheng)和(he)捕(bu)獲(huo)氫(qing)離(li)子(zi)來(lai)調(tiao)節(jie)中(zhong)心(xin)盤(pan)周(zhou)圍(wei)的(de)局(ju)部(bu)pH值，從而加快或降低反應速率，也就是增加或減少離子電流。換句話說
，pH控製（門控）圓盤在水溶液中的離子電流
，從而產生電子晶體管的離子對應物。

然後，他們設計了pH門控離子晶體管，使得圓盤電流是圓盤電壓和代表局部pH門控晶體管的“權重”參數的算術乘積。他們將這些晶體管組織成16×16陣列
，以將單個晶體管的模擬算術乘法擴展為模擬矩陣乘法。

研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)稱(cheng)
，矩(ju)陣(zhen)乘(cheng)法(fa)是(shi)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)中(zhong)最(zui)普(pu)遍(bian)的(de)計(ji)算(suan)
，他(ta)們(men)的(de)離(li)子(zi)電(dian)路(lu)以(yi)完(wan)全(quan)基(ji)於(yu)電(dian)化(hua)學(xue)機(ji)製(zhi)的(de)模(mo)擬(ni)方(fang)式(shi)在(zai)水(shui)中(zhong)執(zhi)行(xing)矩(ju)陣(zhen)乘(cheng)法(fa)。雖(sui)然(ran)該(gai)離(li)子(zi)電(dian)路(lu)不(bu)能(neng)像(xiang)數(shu)字(zi)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)那(na)樣(yang)快(kuai)速(su)或(huo)準(zhun)確(que)
，但(dan)水(shui)中(zhong)的(de)電(dian)化(hua)學(xue)矩(ju)陣(zhen)乘(cheng)法(fa)本(ben)身(shen)就(jiu)很(hen)迷(mi)人(ren)

，且(qie)具(ju)有(you)節(jie)能(neng)的(de)潛(qian)力(li)。

未來，該團隊希望進一步豐富係統的化學複雜性。到目前為止
，研究團隊隻使用了3—4種離子物質，例如氫和醌離子，來實現水性離子晶體管中的門控和離子傳輸。他們計劃使用更多樣化的離子種類來處理信息內容。

總編輯圈點

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