研究人员通过结合光和超导材料可能实现人工一般智能

美国国家标准与技术研究所的研究人员提出了一个新的方法，通过将光子组件与超导电子集成来实现大规模的人工智能（AI）。

以前，实现人工智能系统的一般智能的方法主要集中在将传统的硅微电子与光子集成。但是，这种方法存在许多物理和实际的限制，例如制造具有电子和光子元素的硅芯片的困难。

一般智能是指“能够吸收各类内容的知识，并利用这些信息形成对世界的连贯表现”的能力。它需要集成各种信息源，并且必须形成一个连贯且适应性的世界模型。设计和构建一般智能的硬件需要应用神经科学和大规模集成的原理。

新的方法在《应用物理快报》上发表，由AIP Publishing出版。

杰弗里·沙恩莱恩是这项研究的作者。

“我们认为，通过在低温下操作并使用超导电子电路、单光子探测器和硅光源，我们将开辟一条通往丰富计算功能和可扩展制造的道路，”沙恩莱恩说。

可扩展和功能性的人工认知系统

根据研究人员的新方法，光通信与复杂电子电路的集成可能会导致人工认知系统更加可扩展和功能性，而不是传统的仅依赖光或电子的方法。

“我最惊讶的是，在低温下使用超导体和光子集成可能比在室温下使用半导体更容易，”沙恩莱恩继续说。

超导光子探测器可以检测单个光子，而半导体光子探测器需要大约1000个光子。硅光源在4开尔文时工作，但它们比室温下的光源暗1000倍。尽管如此，它们仍然可以有效地进行通信。

像手机中的芯片这样的应用在室温下运行，因此新的方法在这些情况下并不太适用。然而，它对于高级计算系统更为有效。

研究人员现在将研究其他超导电子电路的更复杂集成。他们还将在人工认知系统中演示这些组件，例如突触和神经元。

新研究的一个主要含义是，它展示了如何以可扩展的方式制造硬件，这意味着大型系统可以更便宜。基于超导或光子量子比特的可扩展量子技术也可能来自超导光电子集成。