Onderzoekers kunnen kunstmatige algemene intelligentie bereiken door licht en supergeleiders te combineren

Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology stellen een nieuwe aanpak voor voor grote schaal kunstmatige intelligentie (AI) door de integratie van fotonische componenten met supergeleidende elektronica.

Eerdere benaderingen om algemene intelligentie in kunstmatige intelligentiesystemen te bereiken, hebben zich gericht op conventionele siliciummicro-elektronica in combinatie met licht. Er zijn echter grote barrières voor deze aanpak. Er zijn veel fysieke en praktische beperkingen bij de fabricage van siliciumchips met elektronische en fotonische elementen.

Algemene intelligentie is “de mogelijkheid om kennis over te dragen over inhoudscategorieën en om die informatie te gebruiken om een coherent beeld van de wereld te vormen.” Het omvat de integratie van verschillende informatiebronnen en moet resulteren in een coherent en adaptief model van de wereld. Het ontwerp en de hardwareconstructie voor algemene intelligentie vereisen de toepassing van principes van neurowetenschap en zeer-grote-schaalintegratie.

De nieuwe aanpak is gedetailleerd in Applied Physics Letters door AIP Publishing.

Jeffrey Shainline is auteur van het onderzoek.

“We betogen dat door te werken bij lage temperatuur en het gebruik van supergeleidende elektronische circuits, enkele-foton detectors en silicium lichtbronnen, we een pad openen naar rijke computationele functionaliteit en schaalbare fabricage,” zei Shainline.

Schaalbare en functionele kunstmatige cognitieve systemen

Volgens de onderzoekers en hun nieuwe aanpak, kan de combinatie van licht voor communicatie met complexe elektronische circuits voor berekening leiden tot kunstmatige cognitieve systemen die veel schaalbaarder en functioneler zijn dan traditionele benaderingen die alleen op licht of elektronica vertrouwen.

“Wat me het meest verbaasde, was dat optoelektronische integratie veel gemakkelijker kan zijn bij lage temperaturen en het gebruik van supergeleiders dan bij kamertemperatuur en het gebruik van halfgeleiders,” vervolgde Shainline.

Supergeleidende foton detectors kunnen een enkele foton detecteren, maar halfgeleidende foton detectors vereisen ongeveer 1.000 fotonen. Silicium lichtbronnen werken bij 4 kelvin, maar zijn 1.000 keer minder helder dan die bij kamertemperatuur. Ondanks dit, zijn ze nog steeds effectief voor communicatie.

Toepassingen zoals chips in telefoons werken bij kamertemperatuur, dus de nieuwe aanpak zou niet zo toepasbaar zijn in deze situaties. Echter, het zou effectiever zijn voor toepassingen in geavanceerde computersystemen.

De onderzoekers zullen nu kijken naar meer complexe integratie met andere supergeleidende elektronische circuits. Ze zullen ook de componenten demonstreren in kunstmatige cognitieve systemen, zoals synapsen en neuronen.

Een van de belangrijkste implicaties van het nieuwe onderzoek is dat het heeft aangetoond hoe hardware op een schaalbare manier kan worden gefabriceerd, wat betekent dat grote systemen goedkoper kunnen zijn. Schaalbare kwantumtechnologieën op basis van supergeleidende of fotonische qubits kunnen ook voortkomen uit supergeleidende optoelektronische integratie.