I ricercatori potrebbero raggiungere l’intelligenza artificiale generale combinando luce, superconduttori

I ricercatori dell’Istituto nazionale di standard e tecnologia stanno proponendo un nuovo approccio all’intelligenza artificiale (AI) su larga scala, basato sull’integrazione di componenti fotoniche con elettronica superconduttiva.

Gli approcci precedenti per raggiungere l’intelligenza generale nei sistemi di intelligenza artificiale si sono concentrati sull’elettronica a silicio convenzionale abbinata alla luce. Tuttavia, ci sono grandi barriere a questo approccio. Ci sono molte limitazioni fisiche e pratiche nella fabbricazione di chip di silicio con elementi elettronici e fotonici.

L’intelligenza generale è “la capacità di assimilare conoscenze attraverso categorie di contenuto e di utilizzare quelle informazioni per formare una rappresentazione coerente del mondo”. Richiede l’integrazione di varie fonti di informazione e deve risultare in un modello del mondo coerente e adattivo. La progettazione e la costruzione dell’hardware per l’intelligenza generale richiedono l’applicazione dei principi di neuroscienza e di integrazione su larga scala.

Il nuovo approccio è stato dettagliato in Applied Physics Letters di AIP Publishing.

Jeffrey Shainline è l’autore della ricerca.

“Sosteniamo che operando a bassa temperatura e utilizzando circuiti elettronici superconduttori, rilevatori di fotoni singoli e sorgenti di luce in silicio, apriremo un percorso verso una funzionalità computazionale ricca e una fabbricazione scalabile”, ha detto Shainline.

Sistemi cognitivi artificiali scalabili e funzionali

Secondo i ricercatori e il loro nuovo approccio, l’abbinamento della luce per la comunicazione con circuiti elettronici complessi per il calcolo potrebbe portare a sistemi cognitivi artificiali molto più scalabili e funzionali rispetto agli approcci tradizionali che si basano solo sulla luce o sull’elettronica.

“Ciò che mi ha sorpreso di più è che l’integrazione optoelettronica potrebbe essere molto più facile lavorando a bassa temperatura e utilizzando superconduttori rispetto a lavorare a temperatura ambiente e utilizzare semiconduttori”, ha continuato Shainline.

I rilevatori di fotoni superconduttori possono rilevare un singolo fotone, mentre i rilevatori di fotoni a semiconduttore richiedono circa 1.000 fotoni. Le sorgenti di luce in silicio operano a 4 kelvin, ma sono 1.000 volte meno luminose di quelle a temperatura ambiente. Nonostante ciò, sono ancora efficaci per la comunicazione.

Applicazioni come i chip all’interno dei telefoni operano a temperatura ambiente, quindi il nuovo approccio non sarebbe così applicabile in queste situazioni. Tuttavia, sarebbe più efficace per utilizzi in sistemi di calcolo avanzati.

I ricercatori esamineranno ora un’integrazione più complessa con altri circuiti elettronici superconduttori. Dimostreranno anche i componenti in sistemi cognitivi artificiali, come sinapsi e neuroni.

Una delle principali implicazioni della nuova ricerca è che ha dimostrato come l’hardware possa essere prodotto in modo scalabile, il che significa che i grandi sistemi possono essere più accessibili. Le tecnologie quantistiche scalabili basate su qubit superconduttori o fotonicie potrebbero anche derivare dall’integrazione optoelettronica superconduttiva.