È nata all’interno del Polifab, il centro di micro e nano tecnologia del Politecnico di Milano, la tecnologia che consentirà di sviluppare ulteriormente le potenzialità dell’Intelligenza Artificiale. I ricercatori che operano nei laboratori del Campus Leonardo hanno messo a punto un innovativo circuito elettronico in grado di svolgere operazioni di calcolo complesse a una velocità superiore non solo a quella dei moderni computer digitali, ma anche a quella degli avveniristici calcolatori quantistici.

Il circuito elettronico, capace di risolvere un sistema di equazioni lineari in una sola operazione della durata di alcune decine di nanosecondi, sarà il ‘motore’ di una nuova generazione di acceleratori di calcolo indispensabili per l’evoluzione tecnologica dell’Intelligenza Artificiale abbinata a Internet of Things (IoT) e Realtà Aumentata.

Calcolo iper-veloce e a risparmio energetico

Il nuovo circuito, sviluppato nell’ambito del progetto europeo ERC RESCUE (Resistive switch computing beyond CMOS), può risolvere sistemi di equazioni lineari (Ax=b) grazie a un innovativo metodo di calcolo in memoria che sostituisce gli algoritmi utilizzati dai calcolatori digitali, consentendo di risparmiare tempo ed energia. Risolvere un sistema di equazioni lineari significa trovare il vettore incognito x che soddisfa l’equazione Ax = b, dove A è una matrice di coefficienti e b il termine noto.

L’innovazione tecnologica alla base del ‘cervellone’ nato dentro ai laboratori del Polifab è proprio il ‘contenitore’ dei coefficienti, che ora vengono memorizzati in uno speciale dispositivo detto memristore. Il memristore riesce a memorizzare valori analogici, perciò una matrice di memristori è in grado di mappare nel circuito una matrice di coefficienti A, permettendo così di iper-velocizzare il calcolo.

Il cervello del circuito

La matrice di memristori, sviluppata nella Clean Room del Polifab, è il ‘cervello’ del circuito, recentemente sperimentato e validato su una vasta gamma di problemi algebrici. Dal calcolo per stabilire il ranking di siti internet alla risoluzione di complicate equazioni differenziali come quella di Schrödinger, utilizzata per ‘misurare’ le funzioni d’onda quantistiche di un elettrone. Questi complessi sistemi di equazioni sono stati tutti risolti e portati a termine in un solo passaggio.

I risultati dello studio, coordinato da Daniele Ielmini, docente del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico, sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista PNAS dell’Accademia Nazionale di Scienze degli USA.
 
A questo link la ricerca integrale.

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