Các nhà nghiên cứu có thể đạt được Trí tuệ nhân tạo tổng hợp bằng cách kết hợp Ánh sáng, Siêu dẫn

Các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia đang đề xuất một cách tiếp cận mới để trí tuệ nhân tạo (AI) quy mô lớn bằng cách dựa vào tích hợp các thành phần quang học với điện tử siêu dẫn.

Các cách tiếp cận trước đây để đạt được trí tuệ tổng hợp trong các hệ thống trí tuệ nhân tạo đã tập trung vào điện tử silicon truyền thống kết hợp với ánh sáng. Tuy nhiên, có nhiều rào cản đối với cách tiếp cận này. Có nhiều hạn chế vật lý và thực tế trong việc chế tạo các chip silicon với các yếu tố điện tử và quang học.

Trí tuệ tổng hợp là “khả năng hấp thụ kiến thức trên các loại nội dung và sử dụng thông tin đó để tạo ra một mô hình nhất quán về thế giới.” Nó liên quan đến việc tích hợp các nguồn thông tin khác nhau, và nó phải tạo ra một mô hình nhất quán và thích nghi về thế giới. Thiết kế và xây dựng phần cứng cho trí tuệ tổng hợp đòi hỏi việc áp dụng các nguyên tắc của khoa học thần kinh và tích hợp quy mô lớn.

Cách tiếp cận mới này đã được mô tả chi tiết trong Applied Physics Letters bởi AIP Publishing.

Jeffrey Shainline là tác giả của nghiên cứu.

“Chúng tôi cho rằng bằng cách hoạt động ở nhiệt độ thấp và sử dụng mạch điện tử siêu dẫn, máy dò photon đơn và nguồn ánh sáng silicon, chúng tôi sẽ mở ra một con đường hướng tới chức năng tính toán phong phú và chế tạo có thể mở rộng,” Shainline nói.

Hệ thống Trí tuệ Nhân tạo Tổng hợp Có thể Mở rộng và Chức năng

Theo các nhà nghiên cứu và cách tiếp cận mới, việc kết hợp ánh sáng cho giao tiếp với các mạch điện tử phức tạp cho tính toán có thể dẫn đến các hệ thống nhận thức nhân tạo có thể mở rộng và chức năng hơn nhiều so với các cách tiếp cận truyền thống chỉ dựa vào ánh sáng hoặc điện tử riêng biệt.

“Điều làm tôi ngạc nhiên nhất là tích hợp quang điện có thể dễ dàng hơn khi làm việc ở nhiệt độ thấp và sử dụng siêu dẫn so với khi làm việc ở nhiệt độ phòng và sử dụng bán dẫn,” Shainline tiếp tục.

Máy dò photon siêu dẫn có thể phát hiện một photon đơn, nhưng máy dò photon bán dẫn đòi hỏi khoảng 1.000 photon. Nguồn ánh sáng silicon hoạt động ở 4 kelvin, nhưng chúng kém sáng hơn 1.000 lần so với những nguồn ở nhiệt độ phòng. Mặc dù vậy, chúng vẫn hiệu quả trong giao tiếp.

Các ứng dụng như chip trong điện thoại hoạt động ở nhiệt độ phòng, vì vậy cách tiếp cận mới này sẽ không phù hợp trong những tình huống này. Tuy nhiên, nó sẽ hiệu quả hơn cho các ứng dụng trong các hệ thống tính toán tiên tiến.

Các nhà nghiên cứu sẽ hiện đang xem xét tích hợp phức tạp hơn với các mạch điện tử siêu dẫn khác. Họ cũng sẽ chứng minh các thành phần trong các hệ thống nhận thức nhân tạo, chẳng hạn như synapse và nơ-ron.

Một trong những ý nghĩa quan trọng của nghiên cứu mới này là nó đã chứng minh cách phần cứng có thể được chế tạo theo cách có thể mở rộng, có nghĩa là các hệ thống lớn có thể trở nên hợp lý hơn về chi phí. Các công nghệ lượng tử có thể mở rộng dựa trên qubit siêu dẫn hoặc photon cũng có thể xuất phát từ tích hợp quang điện siêu dẫn.