a memória és a processzor egységek szétválasztása a von Neumann architektúrában komoly fogalmi korlátot jelentett a hagyományos számítástechnikai rendszerek további növekedéséhez. Ezzel párhuzamosan az adatközpontú számítástechnika és a hagyományos technológiák fizikai csökkentési korlátainak megjelenése szükségessé teszi alternatív számítási megközelítések kidolgozását a jövőbeli nanoelektronika számára. A javasolt megoldások többsége olyan számítógépes rendszertervezést foglal magában, amely lazán az emberi agy szerkezetén alapul, beleértve a memóriában történő számítástechnikát, amely a memória és a feldolgozó egységek összegyűjtésének ötletén alapul. Ily módon az adatforgalomhoz kapcsolódó redundancia teljes mértékben kiküszöbölhető, ha a számítási feladatokat és az adattárolást egyaránt a memóriában hajtják végre. Az anyagtudomány szempontjából a feltörekvő nanoanyagok potenciáljának feltárása lehetővé tenné a hagyományos megközelítésektől való nagyon szükséges eltérést, és különösen ígéretes a neuromorf Számítástechnika összefüggésében. A neuromorf nanoelektronikai anyagokat a nulla dimenziós, egydimenziós és kétdimenziós (2D) nanoanyagoktól a van der Waals heterostruktúrákig és a vegyes dimenziós heterojunkciókig aktívan vizsgálták a jövőbeli nanoelektronika számára. Az egyik legtöbbet tanulmányozott anyagosztály, a 2D anyagok és van der Waals heterostruktúráik lehetőséget kínálnak a meglévő Si komplementer fém–oxid–félvezető (CMOS) technológiával, a memóriában lévő számítástechnikai platformokkal és a mátrixszámítással való integrációra a mesterséges neurális hálózatokhoz és a tüskés neurális hálózatok alkalmazásaihoz. Összességében a nem von Neumann-féle megközelítésekhez számos új anyagra, eszközre, hardverarchitektúrára, szoftverre és szimulációs eszközre lesz szükség a modern digitális technológia alkalmazásspecifikus igényeinek kielégítéséhez, miközben a hagyományos számítástechnikai rendszerekhez képest csökkentett késleltetést, valamint jobb energia-és területhatékonyságot biztosítanak.