Er waren zo’n 200 willekeurig geplaatste gouden bolletjes van 20 nanometer doorsnede per stuk, met daaromheen 8 elektroden voor nodig, meer niet. Zodra er spanning kwam op twee elektroden, kwam aan de andere kant wel of niet een stroompuls door.
De onderzoekers ontdekten dat door spanningen te combineren iedere gewenste logische schakeling geconfigureerd kon worden. Sommige combinaties bleken succesvoller dan anderen; daarbij sprongen elektronen wel over van het ene goudbolletje naar de andere.
Survival of the fittest
Daaruit ontwikkelden ze een genetisch zoekalgoritme, vertelt Van der Wiel over het onderzoek dat is gepubliceerd in Nature Nanotechnology. ‘In het begin probeerden we het met willekeurige combinaties, daarna keken we welke combinaties ‘fitter’ waren. De fitte individuen voldoen het meest aan het gewenste gedrag, oftewel de optimale output. Die lieten we overleven.’
‘De geschikte individuen muteerden we of lieten we nakomelingen krijgen’, vervolgt Van der Wiel. ‘Bijvoorbeeld door de twee meest fitte te combineren. Natuurlijk behoud je de goede, voor als het dan misgaat.’
Menselijk brein
Het werk van Alan Turing is volgens Van der Wiel de basis voor computertechnologie. ‘De voorschriften die daaruit zijn ontstaan dwingen tot denken in vaste blokken. Daardoor verlies je uiteindelijk rekenkracht omdat het niet meer kleiner kan. Het idee van dit onderzoek was om materie op een zo laag mogelijk aggregatieniveau berekeningen uit te laten voeren. Kennelijk kan deze materie dat.’
Het basisprincipe is daarom vergelijkbaar met hoe het menselijk brein werkt, zegt Van der Wiel, al werken onze hersenen vele malen geavanceerder. ‘Hierbij lopen ook heel veel processen tegelijkertijd. Net zoals in het brein, gebeurt het zoals het gebeurt. De rekenkracht halen we uit de parallelliteit.’
Koud
Het energieverbruik van chips is volgens Van der Wiel een steeds groter wordende uitdaging. ‘Niet voor niets worden grote datacentra in koude gebieden op de wereld gebouwd.’ Zelf testten de onderzoekers hun chip bij 0,3 Kelvin (-272,85 graden celsius).
Toch zijn er volgens Van der Wiel geen redenen om te denken dat de chip niet bij kamertemperatuur zou werken. ‘Dat maakt het voor de toepassing gemakkelijker. Dit was eigenlijk basaal rekenwerk. Nu gaan we zoeken naar de juiste geometrie. Hopelijk kunnen we dan meer gaan profiteren van de parallelle werking van het systeem.’
