Kvantni memristor, karika koja spaja umjetnu inteligenciju i kvantno računanje

Aurstrijski i talijanski eksperimentalni fizičari razvili su kvantnu verziju memristora koja utire put kvantnim neuromorfnim računalima

Mladen Smrekar srijeda, 4. svibnja 2022. u 06:00

Posljednjih godina računalstvo je napredovalo na dva glavna područja: u strojnom učenju i istraživanju kvantnih računala koja se teoretski mogu pokazati moćnijima od bilo kojeg superračunala. Stvoren je i prvi prototip kvantnog memristora koji kombinira umjetnu inteligenciju s kvantnim računalstvom.

Mozgu slična računala

U teoriji, memristori ili memorijski otpornici mogu djelovati poput umjetnih neurona koji su sposobni i za računanje i za pohranu podataka. Istraživači su sugerirali da bi neuromorfna ili mozgu slična računala izgrađena pomoću memristora dobro funkcionirala u pokretanju neuronskih mreža, sustava za strojno učenje koji koriste sintetičke verzije sinapsi i neurona kako bi oponašali proces učenja u ljudskom mozgu.

Integrirani fotonički kvantni memristorski procesor, dobiven laserskim ispisom na staklenoj podlozi
Integrirani fotonički kvantni memristorski procesor, dobiven laserskim ispisom na staklenoj podlozi

A sada su eksperimentalni fizičari sa Sveučilišta u Beču, Nacionalnog istraživačkog vijeća (CNR) i Milanskog politehničkog sveučilišta razvili kvantnu verziju memristora za koju sugeriraju da bi mogla dovesti do kvantnih neuromorfnih računala.

Fluks fotona

U svom istraživanju, objavljenom u časopisu Nature Photonics, rabili su pojedinačne fotone, tj. pojedinačne kvante čestica svjetla i iskoristili njihovu jedinstvenu sposobnost da se istovremeno šire u superpoziciji dva ili više putova. Pojedinačni fotoni se šire duž valovoda ispisanih laserom na staklenoj podlozi i vođeni su superpozicijom nekoliko staza. 

Memristori mogu djelovati poput umjetnih neurona, sposobnih za računanje i pohranu podataka
Memristori mogu djelovati poput umjetnih neurona, sposobnih za računanje i pohranu podataka

Jedan od ovih putova se koristi za mjerenje fluksa fotona koji prolaze kroz uređaj i ta količina, kroz složenu shemu elektroničke povratne sprege, modulira prijenos na drugom izlazu, čime se postiže željeno ponašanje kvantnog memristora. 


"Prednost korištenja kvantnog memristora u kvantnom strojnom učenju je činjenica da memristor, za razliku od bilo koje druge kvantne komponente, ima memoriju", objašnjava glavni autor Michele Spagnolo


Otključavanje punog potencijala

I doista, simulacije pokazuju da se optičke mreže s kvantnim memristorom mogu koristiti za učenje i na klasičnim i na kvantnim zadacima. To znači da bi kvantni memristor mogao biti karika koja nedostaje između umjetne inteligencije i kvantnog računanja.

Računalo s kvantnim spremnikom, bazirano na kvantnim memristorima
Računalo s kvantnim spremnikom, bazirano na kvantnim memristorima

"Otključavanje punog potencijala kvantnih resursa unutar umjetne inteligencije jedan je od najvećih izazova trenutnog istraživanja kvantne fizike i računalne znanosti", kaže Spagnolo. 


Roboti brže uče

Istraživači Sveučilišta u Beču nedavno su pokazali kako roboti mogu brže učiti kada koriste kvantne resurse i posuđuju sheme iz kvantnog računanja. Sljedeći korak bit će povezivanje nekoliko memristora, a u budućim istraživanjima povećavat će se i broj fotona u svakom memristoru i broj stanja u kojima oni mogu postojati unutar svakog uređaja, najavljuju istraživači.


 

📢 5 godina jamstva

TOP!

KINGSTON

PC memorija, vanjski SSD te USB memorija prepoznate kvalitete po vrhunskim cijenama.

Od 39 kn Kupi


2-smjerni kompaktni zvučnik

FOCAL Super Bird

Zidna montaža (okomito i vertikalno), mogućnost podnog stalka, ABS kučište, 55Hz – 25kHz, 8 ohma, 15 - 150W, 90dB.

1.599 kn 1.999 kn Kupi

3-smjerni stereo zvučnici

ACOUSTIC ENERGY AE320

28 mm aluminijski visokotonac, izvrsne karakteristike disperzije zahvaljujući tehnologiji široke disperzije, 35Hz - 30kHz, 90dB, 8ohma.

12.799 kn Kupi