Des chercheurs de l'Université Monash en Australie ont dévoilé une puce nanofluidique révolutionnaire, représentant une avancée capitale vers la création de systèmes de calcul capables d'imiter les processus biologiques complexes du cerveau. Ce dispositif, dont la taille est comparable à celle d'une pièce de monnaie, utilise une structure métallo-organique (MOF) spécialement conçue pour orchestrer le mouvement des flux ioniques à travers des canaux microscopiques. Ce mécanisme novateur sert d'analogue direct aux fonctions de commutation que l'on retrouve dans les transistors électroniques traditionnels.
L'exploit scientifique principal réside dans la capacité de la puce à manifester une propriété dite de « plasticité », c'est-à-dire l'aptitude à conserver des informations relatives aux signaux précédents, à l'instar des neurones biologiques. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue scientifique de renom, Science Advances, en octobre 2025. Le Professeur Huanting Wang, directeur adjoint du Centre d'innovation des membranes de Monash, a souligné que l'observation d'une conductivité protonique non linéaire en saturation ouvre des horizons prometteurs pour le développement de systèmes ionotroniques dotés d'une mémoire intrinsèque et d'un potentiel d'apprentissage. Complétant cette analyse, le Docteur Jun Lu, du Département de génie chimique et biologique de Monash, a précisé que l'appareil est capable de se souvenir des variations de la tension qui lui est appliquée, lui conférant ainsi les caractéristiques d'une mémoire à court terme.
Cette percée marque une rupture significative, s'éloignant des solutions purement basées sur des semi-conducteurs au profit de systèmes exploitant le mouvement des fluides pour le traitement des données. Dans le domaine de l'intelligence artificielle, où l'efficacité énergétique et l'adaptabilité sont des impératifs cruciaux, de telles innovations sont considérées comme des catalyseurs essentiels pour repenser l'architecture matérielle. Le calcul neuromorphique, dont l'objectif est de reproduire la structure cérébrale, est perçu comme la prochaine étape évolutive, capable de réduire la consommation énergétique colossale inhérente aux architectures traditionnelles de von Neumann, qui séparent le processeur et la mémoire.
Selon le Docteur Lu, l'originalité de cette puce réside dans sa structure hiérarchique inédite. Celle-ci permet un contrôle sélectif des flux de protons et d'ions métalliques de manières diverses, un phénomène qui n'avait jamais été observé auparavant dans le champ de la nanofluidique. Ces avancées en ionotronique, qui utilise les flux d'ions plutôt que d'électrons, nous rapprochent de la création de systèmes capables de s'adapter dynamiquement aux informations entrantes, reflétant ainsi la flexibilité de la cognition humaine. Pour concrétiser ce succès, les chercheurs devront désormais se concentrer sur les défis de la mise à l'échelle et de l'intégration. Il est à noter que ces efforts s'inscrivent dans un contexte d'investissement accru dans le calcul de pointe : l'Université Monash avait d'ailleurs annoncé, en juin 2025, un investissement de 60 millions de dollars dans le supercalculateur MAVERIC, destiné à l'IA avancée.