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L’intelligenza artificiale generata dalla combinazione della luce con i superconduttori

I ricercatori potrebbero ottenere un’intelligenza artificiale generale combinando luce e superconduttori

I ricercatori del National Institute of Standards and Technology stanno proponendo un nuovo approccio all’intelligenza artificiale (AI) su larga scala facendo affidamento sull’integrazione di componenti fotoniche con l’elettronica superconduttrice.

I precedenti approcci per ottenere l’intelligenza generale nei sistemi di intelligenza artificiale si sono concentrati sulla microelettronica del silicio convenzionale abbinata alla luce. Tuttavia, ci sono grossi ostacoli a questo approccio. Ci sono molte limitazioni fisiche e pratiche con la fabbricazione di chip di silicio con elementi elettronici e fotonici.

L’intelligenza generale è “la capacità di assimilare la conoscenza attraverso categorie di contenuti e di utilizzare tali informazioni per formare una rappresentazione coerente del mondo”. Implica l’integrazione di varie fonti di informazione e deve sfociare in un modello del mondo coerente e adattivo. La progettazione e la costruzione dell’hardware per l’intelligenza generale richiedono l’applicazione dei principi delle neuroscienze e l’integrazione su larga scala.

Il nuovo approccio è stato descritto in dettaglio in Applied Physics Letters di AIP Publishing.

Jeffrey Shainline è l’autore della ricerca.

“Sosteniamo che operando a bassa temperatura e utilizzando circuiti elettronici superconduttori, rilevatori a fotone singolo e sorgenti luminose al silicio, apriremo una strada verso una ricca funzionalità computazionale e una fabbricazione scalabile”, ha detto Shainline.

Sistemi cognitivi artificiali scalabili e funzionali
Secondo i ricercatori e il loro nuovo approccio, l’abbinamento della luce per la comunicazione con circuiti elettronici complessi per il calcolo potrebbe portare a sistemi cognitivi artificiali che sono molto più scalabili e funzionali rispetto agli approcci tradizionali che si basano solo sulla luce o sull’elettronica.

“Ciò che mi ha sorpreso di più è stato il fatto che l’integrazione optoelettronica può essere molto più semplice quando si lavora a basse temperature e si utilizzano superconduttori rispetto a quando si lavora a temperatura ambiente e si utilizzano semiconduttori”, ha continuato Shainline.

I rivelatori di fotoni superconduttori possono rilevare un singolo fotone, ma i rivelatori di fotoni a semiconduttore richiedono circa 1.000 fotoni. Le sorgenti luminose al silicio funzionano a 4 Kelvin, ma sono 1.000 volte meno luminose di quelle a temperatura ambiente. Nonostante ciò, sono ancora efficaci nella comunicazione.

Applicazioni come i chip all’interno dei telefoni funzionano a temperatura ambiente, quindi il nuovo approccio non sarebbe applicabile in queste situazioni. Tuttavia, sarebbe più efficace per gli usi in sistemi informatici avanzati.

I ricercatori ora esamineranno un’integrazione più complessa con altri circuiti elettronici superconduttori. Dimostreranno anche i componenti nei sistemi cognitivi artificiali, come sinapsi e neuroni.

Una delle principali implicazioni della nuova ricerca è che ha dimostrato come l’hardware può essere prodotto in modo scalabile, il che significa che i sistemi di grandi dimensioni possono essere più convenienti. Le tecnologie quantistiche scalabili basate su qubit superconduttori o fotonici potrebbero anche derivare dall’integrazione optoelettronica superconduttrice.

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