Forskare kan uppnå artificiell allmän intelligens genom att kombinera ljus, supraledare

Forskare vid National Institute of Standards and Technology föreslår en ny metod för storskalig artificiell intelligens (AI) genom att integrera fotoniska komponenter med supraledande elektronik.

Tidigare metoder för att uppnå allmän intelligens i artificiella intelligenssystem har fokuserat på konventionell kisel-mikroelektronik i kombination med ljus. Det finns dock stora hinder för denna metod. Det finns många fysiska och praktiska begränsningar när det gäller tillverkning av kiselchipp med elektroniska och fotoniska element.

Allmän intelligens är “förmågan att assimilera kunskap över innehållskategorier och att använda den informationen för att bilda en sammanhängande representation av världen.” Det innefattar integration av olika källor till information, och det måste resultera i en sammanhängande och anpassningsbar modell av världen. Designen och hårdvarukonstruktionen för allmän intelligens kräver tillämpning av principer från neurovetenskap och mycket storskalig integration.

Den nya metoden presenterades i Applied Physics Letters av AIP Publishing.

Jeffrey Shainline är författare till forskningen.

“Vi hävdar att genom att operera vid låg temperatur och använda supraledande elektroniska kretsar, enkel-foton-detektorer och kisel-ljuskällor, kommer vi att öppna en väg mot rik beräkningsfunktion och skalbar tillverkning”, sa Shainline.

Skalbara och funktionella artificiella kognitiva system

Enligt forskarna och deras nya metod, kan kombinationen av ljus för kommunikation med komplexa elektroniska kretsar för beräkning leda till artificiella kognitiva system som är mycket mer skalbara och funktionella än traditionella metoder som enbart förlitar sig på ljus eller elektronik.

“Det som överraskade mig mest var att optoelektronisk integration kan vara mycket enklare när man arbetar vid låga temperaturer och använder supraledare än när man arbetar vid rumstemperatur och använder halvledare”, fortsatte Shainline.

Supraledande foton-detektorer kan upptäcka en enda foton, men halvledande foton-detektorer kräver runt 1 000 foton. Kisel-ljuskällor opererar vid 4 kelvin, men de är 1 000 gånger mindre ljusa än de som opererar vid rumstemperatur. Trots detta är de fortfarande effektiva för kommunikation.

Tillämpningar som chip i mobiltelefoner opererar vid rumstemperatur, så den nya metoden skulle inte vara lika tillämplig i dessa situationer. Den skulle dock vara mer effektiv för användning i avancerade datorsystem.

Forskarna kommer nu att undersöka mer komplex integration med andra supraledande elektroniska kretsar. De kommer också att demonstrera komponenterna i artificiella kognitiva system, såsom synapser och neuroner.

En av de största implikationerna av den nya forskningen är att den visade hur hårdvara kan tillverkas på ett skalbart sätt, vilket innebär att stora system kan bli mer överkomliga. Skalbara kvantteknologier baserade på supraledande eller fotoniska qubit kan också utvecklas ur supraledande optoelektronisk integration.