Les ordinateurs actuels ont une faiblesse : fondés sur un stockage et un traitement séquentiels de l'information, ils ne sont pas performants pour les tâches qui, telle la reconnaissance d'images, nécessiteraient un traitement des données en parallèle. Des tâches que le cerveau gère en revanche au quotidien. Depuis quelques années, plusieurs équipes simulent électroniquement des réseaux de neurones afin de construire un calculateur plus proche du fonctionnement du cerveau. Toutefois, ces réseaux présentent une difficulté : chaque connexion entre deux neurones – ou synapse – y est mimée par sept transistors. Le cerveau humain possédant environ 105 fois plus de synapses que de neurones, le montage devient vite encombrant.
Des chercheurs du CNRS rattachés à l'Université de Lille et leurs collaborateurs du CEA ont mis au point un transistor miniaturisé qui, à lui seul, joue le rôle d'une synapse. Un transistor classique, composant fabriqué à l'aide de semi-conducteurs, est un commutateur : en fonction du signal d'entrée, il fait passer ou non un courant, d'intensité fixe. Dans le nouveau transistor, un semi-conducteur contient des nanoparticules d'or qui piègent les charges véhiculant le courant électrique. Plus elles en piègent, plus le courant sortant diminue, et inversement.
Le nombre de charges piégées et la durée du piégeage dépendent du signal d'entrée. Lorsque celui-ci est une série d'impulsions électriques, les nanoparticules se chargent de plus en plus si les impulsions sont très rapprochées, et inversement, ce qui permet de diminuer ou d'augmenter l'amplitude du courant sortant. En d'autres termes, les nanoparticules « mémorisent » les modulations du signal d'entrée et les transmettent au courant qui traverse le semi-conducteur.
Quel est le rapport avec les synapses ? Cet ajustement dynamique mime certaines formes de la plasticité des synapses, c'est-à-dire de leur aptitude à moduler le traitement de l'information selon leur histoire. Prochaine étape : intégrer ces transistors dans un circuit simulant un réseau de neurones.
