La combinación de luz y superconductores podría mejorar las capacidades de IA

Dado que la inteligencia artificial ha generado un interés generalizado, los investigadores se están enfocando en comprender cómo el cerebro logra la cognición para poder construir sistemas artificiales con inteligencia general comparable a la inteligencia humana.

Muchos han abordado este desafío utilizando microelectrónica de silicio convencional junto con luz. Sin embargo, la fabricación de chips de silicio con elementos de circuitos electrónicos y fotónicos es difícil por muchas razones físicas y prácticas relacionadas con los materiales utilizados para los componentes.

Dentro Cartas de Física Aplicada, investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología proponen un enfoque a gran escala inteligencia artificial que se centra en la integración de componentes fotónicos con electrónica superconductora en lugar de electrónica semiconductora.

“Mantenemos que operando en baja temperatura y usando superconductores circuitos electrónicos, detectores de fotón único y fuentes de luz de silicio, allanaremos el camino para una rica funcionalidad computacional y una fabricación escalable ”, dijo el autor Jeffrey Shainline.

El uso de la luz para la comunicación junto con circuitos electrónicos complejos para la computación podría permitir sistemas cognitivos artificiales de escala y funcionalidad más allá de lo que se puede lograr con la luz o la electrónica solamente.

“Lo que más me sorprendió es que la integración optoelectrónica puede ser mucho más fácil cuando se trabaja a bajas temperaturas y se utilizan superconductores que cuando se trabaja en Temperaturas ambiente y el uso de semiconductores ”, dijo Shainline.

Los detectores de fotones superconductores permiten la detección de un solo fotón, mientras que los detectores de fotones semiconductores requieren alrededor de 1000 fotones. Por lo tanto, las fuentes de luz de silicio no solo funcionan a 4 Kelvin, sino que también pueden ser 1000 veces menos brillantes que su habitación. Temperatura contrapartes y aún comunicarse de manera efectiva.

Algunas aplicaciones, como los chips en los teléfonos móviles, requieren trabajar a temperatura ambiente, pero la tecnología propuesta aún tendría una amplia aplicabilidad para los sistemas informáticos avanzados.

Los investigadores planean explorar una integración más compleja con otros circuitos electrónicos superconductores y demostrar todos los componentes que forman los sistemas cognitivos artificiales, incluidas las sinapsis y las neuronas.

También será importante demostrar que el hardware se puede fabricar de forma escalable, de modo que se puedan fabricar grandes sistemas a un coste razonable. La integración optoelectrónica superconductora también podría ayudar a crear tecnologías cuánticas escalables basadas en qubits superconductores o fotónicos. Estos sistemas híbridos cuántico-neuronales también pueden conducir a nuevas formas de aprovechar las fuerzas del entrelazamiento cuántico con neuronas con púas.