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本報訊（記者陳彬）10月14日，清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系教授張悠慧團隊、精密儀器系教授施路平團隊與合作者在《自然》發(fā)文，首次提出“類腦計算完備性”以及軟硬件去耦合的類腦計算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)。該研究填補了類腦計算系統(tǒng)領(lǐng)域完備性理論與相應(yīng)的類腦計算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)方面的空白。

在通用計算領(lǐng)域有兩個著名概念——“圖靈完備性”和“馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)”。其中，前者用來衡量計算系統(tǒng)是否能夠用來解決任何計算性問題，后者則是通用計算機運作的體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有存儲部件與計算部件分離、程序與數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲等特性。

“圖靈完備性與馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)可以使通用計算領(lǐng)域在軟件層、編譯層和硬件層具有統(tǒng)一的范式?！睆堄苹鄹嬖V《中國科學(xué)報》。然而在類腦計算研究領(lǐng)域，由于相關(guān)研究尚處于起步階段，到目前為止，國際上還沒有形成公認的技術(shù)標準與方案。

“通俗來講，完備性可以回答系統(tǒng)能夠完成什么、功能邊界在哪里等問題。研究完備性，可以為軟硬件系統(tǒng)的解耦合、劃分不同研究領(lǐng)域間的任務(wù)分工與接口提供理論基礎(chǔ)。”張悠慧表示，希望“類腦計算完備性”研究能夠為類腦計算系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展提供一個“準繩”。

在研究過程中，研究團隊針對類腦計算特性，提出了對計算過程和精度約束更低的“類腦計算完備性”概念，并且設(shè)計了相應(yīng)的類腦計算機層次結(jié)構(gòu)——圖靈完備的軟件模型、類腦計算完備的硬件體系結(jié)構(gòu)，以及位于兩者之間的編譯層。通過相關(guān)算法，任意圖靈可計算函數(shù)都可以轉(zhuǎn)換為類腦計算完備硬件上的模型。

“這意味著類腦計算系統(tǒng)也可以支持通用計算，極大地擴展了類腦計算系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，也使類腦計算軟硬件各自獨立發(fā)展成為可能?！笔┞菲秸f。