Forschungszentrum Jülich - Forschen in Jülich 3_2012

Forschen in Jülich 3|201220 Watsons Nachfolger im Blick Der Europäische Forschungsrat setzt auf Prof. Paul Kögerler: Der Jülicher Chemiker erhält mit 1,5 Millionen Euro Europas höchste Nachwuchsförderung. Seine Forschung soll den Durchbruch für die übernächste Computergeneration ermöglichen. W atson heißt der IBM-Supercom- puter, der 2011 zwei Gewinner der US-Quizshow „Jeopardy!“ besiegte. Er bewies: künstliche Intelli- genz kann die menschliche auch in kom- plexen Sprach- und Wissensaufgaben schlagen. Fürs Publikum unsichtbar blie- ben allerdings die dafür erforderlichen 80 Trillionen Prozesse pro Sekunde und der massive Stromverbrauch Watsons. Hier setzt Prof. Paul Kögerler vom Jü- licher Peter Grünberg Institut, Bereich Elektronische Eigenschaften (PGI 6), an. „Die Mikroelektronik muss mit dem bis- herigen Computerdesign brechen und sich an der nichtbinären Arbeitsweise des Gehirns orientieren. Nur so kann sie dramatisch energieeffizienter funktionie- ren und noch komplexere Vorgänge be- herrschen als Watsons künstliche Intelli- genz“, skizziert Kögerler die anvisierte Revolution. Das Experiment Watson belegt zwar, dass künstliche Intelligenz aus einer rie- sigen Datenbank Fakten logisch kombi- nieren kann. Dennoch ist das menschli- che Gehirn ein Sparfuchs: Es verbraucht nur ungefähr so viel Energie wie eine 50-Watt-Glühbirne. Und bei assoziativen Prozessen wie dem Sprachverständnis ist unser Denkorgan trotzdem immer noch jedem Rechner haushoch überle- gen. Kögerlers Forschung zielt daher zu- nächst auf eine leistungsfähigere und energieeffizientere Transistorentechnik. Die Basis hierfür sieht der Chemiker in magnetischen Molekülen, die sich mit minimalen Spannungen präzise ansteu- ern lassen. Dass sein Forschungsansatz vielversprechend ist, bestätigte ihm nun der Europäische Forschungsrat (ERC, Eu- ropean Research Council). Er verlieh ihm den ERC Starting Grant. Das Rennen um den Transistor der übernächsten Generation kann mit den EU-Forschungsgeldern nun in die nächste Runde gehen. Denn weltweit tüfteln Wis- senschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Grundidee, die auch Kögerler und sein Team beschäftigt: Das Silizium in Transistoren soll magnetischen Molekü- len weichen. „Das Interessante an diesen Molekülen ist, dass sie sogenannte nicht- lineare Effekte zeigen“, erklärt Kögerler und fügt an: „Nichtlinear bedeutet: diese Moleküle zeigen scharfe – also sehr gut messbare – Änderungen in ihrem Verhal- ten, wenn die angelegte Spannung auch nur ein kleines bisschen verändert wird.“ Somit wäre ein Transistor auf der Ba- sis eines magnetischen Moleküls mit mi- nimaler Spannung – und somit extrem niedrigem Energiebedarf – präzise steu- erbar. KNACKPUNKT: KONTAKTIERUNG Der Haken: Nirgends gelingt es, die aus den magnetischen Zuständen einzel- ner Moleküle entstehenden, teils sehr komplexen Schalteigenschaften zuver- lässig zu nutzen. Denn jeder äußere Ein- fluss – also auch ein Kontakt mit einer Elektrode – verändert sowohl die mag- netischen als auch die elektronischen Eigenschaften der Moleküle. Zudem ist es nicht unwesentlich, wo genau am dreidimensionalen Molekülgerüst ein Kontakt stattfindet. Die Reaktionen des magnetischen Moleküls fallen je nach Paul Kögerler erforscht in seinem Labor magnetische Moleküle, die sich mit minimalen Spannungen präzise ansteuern lassen. Auf dieser Basis entstehen neuartige Transisto- ren für energiesparende Computer.

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