Naukowcy mogą osiągnąć sztuczną inteligencję ogólną, łącząc światło i superekonduktory

Naukowcy z National Institute of Standards and Technology proponują nowe podejście do dużych systemów sztucznej inteligencji (AI) poprzez integrację komponentów fotonicznych z elektroniką superekonduktorską. 

Poprzednie podejścia do osiągnięcia ogólnej inteligencji w systemach sztucznej inteligencji koncentrowały się na konwencjonalnej elektronikzie krzemowej połączonej ze światłem. Istnieją jednak znaczne bariery dla tego podejścia. Istnieją wiele fizycznych i praktycznych ograniczeń związanych z produkcją chipów krzemowych z elementami elektronicznymi i fotonicznymi. 

Ogólna inteligencja to „zdolność do przyswajania wiedzy z różnych kategorii treści i wykorzystania tej wiedzy do utworzenia spójnego obrazu świata”. Wymaga integracji różnych źródeł informacji i musi prowadzić do spójnego i adaptacyjnego modelu świata. Projektowanie i budowa sprzętu dla ogólnej inteligencji wymaga zastosowania zasad neurologii i bardzo dużej skali integracji. 

Nowe podejście zostało szczegółowo opisane w Applied Physics Letters przez AIP Publishing. 

Jeffrey Shainline jest autorem badań.

„Uważamy, że dzięki pracy w niskiej temperaturze i wykorzystaniu superekonduktorskich obwodów elektronicznych, detektorów pojedynczych fotonów i źródeł światła krzemowego, otworzymy drogę ku bogatej funkcjonalności obliczeniowej i skalowalnej produkcji,” powiedział Shainline. 

Skalowalne i Funkcjonalne Sztuczne Systemy Kognitywne

Zgodnie z badaniami i nowym podejściem, łączenie światła do komunikacji z złożonymi obwodami elektronicznymi do obliczeń może prowadzić do sztucznych systemów kognitywnych, które są znacznie bardziej skalowalne i funkcjonalne niż tradycyjne podejścia, które opierają się na świetle lub elektronikę samodzielnie. 

„To, co mnie najbardziej zaskoczyło, to fakt, że integracja optoelektroniczna może być znacznie łatwiejsza podczas pracy w niskich temperaturach i przy użyciu superekonduktorów niż podczas pracy w temperaturze pokojowej i przy użyciu półprzewodników,” kontynuował Shainline. 

Detektory superekonduktorskie mogą wykryć pojedynczy foton, ale detektory półprzewodnikowe wymagają około 1 000 fotonów. Źródła światła krzemowego działają przy 4 kelwinach, ale są 1 000 razy mniej jasne niż te w temperaturze pokojowej. Mimo to są one nadal skuteczne w komunikacji. 

Aplikacje takie jak chipy w telefonach komórkowych działają w temperaturze pokojowej, więc nowe podejście nie byłoby tak stosowane w tych sytuacjach. Będzie ono jednak bardziej skuteczne w zastosowaniach w zaawansowanych systemach komputerowych. 

Naukowcy będą teraz badać bardziej złożoną integrację z innymi superekonduktorskimi obwodami elektronicznymi. Będą również demonstrować komponenty w sztucznych systemach kognitywnych, takich jak synapsy i neurony. 

Jednym z głównych implikacji nowych badań jest to, że pokazują one, jak sprzęt może być wytwarzany w sposób skalowalny, co oznacza, że duże systemy mogą być bardziej przystępne cenowo. Skalowalne technologie kwantowe oparte na superekonduktorach lub fotonicznych kubitach mogą również powstać z integracji optoelektronicznej superekonduktorów.