La séparation des unités de mémoire et de processeur dans l’architecture de von Neumann a été une contrainte conceptuelle sévère pour la croissance ultérieure des systèmes informatiques traditionnels. Parallèlement, l’émergence de l’informatique centrée sur les données et les limites physiques de réduction d’échelle des technologies conventionnelles nécessitent le développement d’approches informatiques alternatives pour la nanoélectronique future. La majorité des solutions proposées impliquent une conception de système informatique qui est vaguement basée sur la structure du cerveau humain, y compris le calcul en mémoire basé sur l’idée de colocaliser des unités de mémoire et de traitement. De cette façon, la redondance associée au trafic de données pourrait être entièrement éliminée si les tâches de calcul et le stockage de données sont tous deux effectués en place dans la mémoire elle-même. Du point de vue de la science des matériaux, l’exploration du potentiel des nanomatériaux émergents pourrait permettre de s’écarter des approches conventionnelles et est particulièrement prometteuse dans le contexte de l’informatique neuromorphique. Des matériaux nanoélectroniques neuromorphes allant des nanomatériaux (2D) à dimension nulle, unidimensionnelle et bidimensionnelle aux hétérostructures de van der Waals et aux hétérojonctions à dimension mixte ont été activement explorés pour la future nanoélectronique. L’une des classes de matériaux les plus étudiées, les matériaux 2D et leurs hétérostructures de van der Waals offrent la possibilité d’intégration avec la technologie CMOS (métal–oxyde–semi-conducteur) complémentaire Si existante, les plates-formes de calcul en mémoire et le calcul matriciel pour les réseaux de neurones artificiels et les applications de réseaux de neurones à pointes. Dans l’ensemble, les approches non von Neumann nécessiteront une gamme de nouveaux matériaux, dispositifs, architectures matérielles, logiciels et outils de simulation pour répondre aux besoins spécifiques des applications de la technologie numérique moderne, tout en réduisant la latence et en améliorant l’efficacité énergétique et la surface par rapport aux systèmes informatiques conventionnels.