哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的物理学家开发了一种像大脑一样工作的离子处理器——通过在水溶液中移动离子而不是像固体半导体那样在电子上移动。该研究发表在《先进材料》上。

大脑中发出信号的主要条件是带电分子(称为离子)在溶液中的运动。尽管大脑令人难以置信的处理能力极难复制，但科学家们建议仍然可以使用类似的系统进行计算。

作者创造了一个晶体管，其中心有一个圆盘形电极，周围有两个环形电极。他们将这种结构置于醌分子的水溶液中。当向中央圆盘施加电压时，溶液中会产生氢离子流。两个环形电极可以增加或减少电流强度，从而调节溶液的pH值。

使用各种系统指标，包括溶液的pH值和晶体管两端的电压，可以执行算术乘法。如果将多个晶体管组合在一起，则可以执行神经网络操作所需的矩阵乘法。科学家们能够为16×16矩阵证明这一点。

该技术有很大的局限性。16个线程不能同时存在，也就是说，所有操作都必须顺序执行，而不是同时执行，这大大减慢了本已很慢的技术。然而，科学家们已经证明他们的方法是可行的，现在他们计划在系统中引入更多类型的分子，以便进行更复杂的计算。