V dnešní době se intenzivně rozvíjí architektura počítačů. Mezi slibné směry vývoje přitom náleží i snahy připodobnit čipy struktuře a fungování nervové soustavy
a lidského mozku. Vědci amerického institutu National Institute of Standards and Technology (NIST) postavili supravodivý přepínač, který je schopen učit se podobně, jako se učí biologické systémy. Podobné komponenty by mohly propojovat procesory
a uchovávat informace v budoucích počítačích, které by fungovaly jako mozek.
Nový přepínač týmu NIST funguje jako synapse v nervové soustavě. Podle tvůrců představuje doposud chybějící komponentu vyvíjených neuromorfních počítačů. Takové počítače by se přitom mohly stát novým typem umělé inteligence, která bude mít zesílené procesy vnímání a rozhodování. To by se velmi hodilo v autonomních strojích, diagnostice závažných onemocnění i v řadě dalších aplikací.
Biologická synapse je spojení mezi dvěma nervovými buňkami, které podporuje přenos nervového signálu. Umělá synapse z NIST je kovový váleček o průměru 10 μm, který pracuje podobně jako původní synapse. Dokonce funguje mnohem rychleji než synapse živých organismů. Může přeposlat signál miliardkrát za sekundu, kdežto živá synapse mozkových buněk jen cca 50krát za sekundu. Přitom umělá synapse NIST spotřebuje oproti biologické synapsi asi jednu desetitisícinu energie.
Nová synapse je postavena ze dvou vrstev supravodivých materiálů proložených tenkou vrstvou izolantu a představuje takzvaný Josephsonův přechod. Synapse obsahuje standardní elektrody z niobu, mezi nimiž jsou jako výplň nanoshluky manganu, umístěné v křemíkové matrici. Těchto nanoshluků se vejde asi 20 tisíc na 1 μm2. Fungují jako nepatrné magnety, které mohou být orientovány náhodně anebo jedním směrem.
Chování synapsí NIST je možné upravit změnou velikosti nanoshluků anebo změnou teploty, při které synapse pracuje. Vzhledem k použitým supravodivým materiálům jde ale vždy o teploty, které jsou blízko absolutní nule.