Vědci by mohli dosáhnout umělé obecné inteligence kombinací světla a supravodičů

Vědci z Národního institutu standardů a technologie navrhují nový přístup k velkým umělým inteligencím (AI) spoléhajícím se na integraci fotonických komponentů se supravodičovými elektronikami. 

Předchozí přístupy k dosažení obecné inteligence v systémech umělé inteligence se zaměřovaly na konvenční křemíkové mikroelektroniku spárovanou se světlem. Existují však velké bariéry pro tento přístup. Existuje mnoho fyzických a praktických omezení při výrobě křemíkových čipů s elektronikou a fotonickými prvky. 

Obecná inteligence je „schopnost asimilovat znalosti napříč kategoriemi obsahu a použít tyto informace k vytvoření koherentního znázornění světa“. Zahrnuje integraci různých zdrojů informací a musí vést k koherentnímu a adaptivnímu modelu světa. Návrh a hardwarová konstrukce pro obecnou inteligenci vyžadují aplikaci principů neurovědy a velmi velké měřítko integrace. 

Nový přístup byl podrobně popsán v Applied Physics Letters od AIP Publishing. 

Jeffrey Shainline je autorem výzkumu.

„Domníváme se, že provozováním při nízké teplotě a používáním supravodičových elektronických obvodů, detektorů jediného fotonu a křemíkových světelných zdrojů otevřeme cestu k bohaté výpočetní funkčnosti a škálovatelné výrobě,“ řekl Shainline. 

Škálovatelné a funkční umělá kognitivní systémy

Podle výzkumníků a jejich nového přístupu může spojení světla pro komunikaci s komplexními elektronikami pro výpočet vést k umělým kognitivním systémům, které jsou mnohem škálovatelnější a funkčnější než tradiční přístupy, které spoléhají pouze na světlo nebo elektroniku. 

„Co mě nejvíce překvapilo, bylo, že optoelektronická integrace může být mnohem jednodušší při práci při nízkých teplotách a používání supravodičů než při práci při pokojové teplotě a používání polovodičů,“ pokračoval Shainline. 

Supravodičové detektory fotonů mohou detekovat jediný foton, zatímco polovodičové detektory fotonů vyžadují kolem 1 000 fotonů. Křemíkové světelné zdroje fungují při 4 kelvinech, ale jsou 1 000krát méně jasnější než ty při pokojové teplotě. Přesto jsou stále efektivní pro komunikaci. 

Aplikace, jako jsou čipy uvnitř telefonů, fungují při pokojové teplotě, takže nový přístup by nebyl tak použitelný v těchto situacích. Avšak bude více účinný pro použití v pokročilých výpočetních systémech. 

Vědci se nyní zaměří na složitější integraci s jinými supravodičovými elektronikami. Také prokáží komponenty v umělých kognitivních systémech, jako jsou synapse a neurony. 

Jedním z hlavních dopadů nového výzkumu je, že prokázal, jak lze hardwarovou výrobu realizovat škálovatelným způsobem, což znamená, že velké systémy mohou být dostupnější. Škálovatelné kvantové technologie založené na supravodičových nebo fotonických qubitech by také mohly pocházet z supravodičové optoelektronické integrace.