隨著人工智能的廣泛關(guān)注，研究人員將注意力集中在如何理解大腦完成認(rèn)知上，從而可以構(gòu)建具有與人類智力相當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芟到y(tǒng)。

許多人通過將傳統(tǒng)的硅微電子技術(shù)與光結(jié)合起來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。然而，由于與元件所用材料有關(guān)的許多物理和實際原因，用電子和光子電路元件制造硅片是困難的。

在《應(yīng)用物理學(xué)快報》中，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的研究人員提出了一種大規(guī)模人工智能的方法，重點是將光子元件與超導(dǎo)電子學(xué)相結(jié)合，而不是半導(dǎo)體電子學(xué)。

作者Jeffrey Shainline說：“我們認(rèn)為，通過在低溫下工作，使用超導(dǎo)電子電路、單光子探測器和硅光源，我們將為豐富的計算功能和可擴展的制造開辟一條道路�！�

利用光進行通信，結(jié)合復(fù)雜的電子電路進行計算，可以使人工認(rèn)知系統(tǒng)的規(guī)模和功能超出光或電子單獨實現(xiàn)的范圍。

Shainline說：“最讓我吃驚的是，在低溫下使用超導(dǎo)體時，光電集成可能比在室溫下使用半導(dǎo)體時容易得多�！�

超導(dǎo)光子探測器可以探測單個光子，而半導(dǎo)體光子探測器需要大約1000個光子。因此，不僅硅光源的工作溫度為4開爾文，而且它們的亮度比室溫光源的亮度低1000倍，還能有效地進行通信。

一些應(yīng)用，如手機芯片，需要在室溫下工作，但提出的技術(shù)仍然對先進的計算系統(tǒng)具有廣泛的適用性。

研究人員計劃探索與其他超導(dǎo)電子電路更為復(fù)雜的集成，并演示構(gòu)成人工認(rèn)知系統(tǒng)的所有組件，包括突觸和神經(jīng)元。

顯示硬件可以以可伸縮的方式制造，從而以合理的成本實現(xiàn)大型系統(tǒng)，也將是重要的。超導(dǎo)光電集成也有助于創(chuàng)造基于超導(dǎo)或光子量子比特的可伸縮量子技術(shù)。這種量子-神經(jīng)混合系統(tǒng)也可能帶來利用量子糾纏強度與尖峰神經(jīng)元的新方法。

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2021-04-combining-superconductors-boost-ai-capabilities.html