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.


 

📢 Besplatna dostava

TOP!

ASUS

ASUS ponuda laptopa zavidnih performansi koja se ne propušta.

2.999kn 398,04 € Kupi


2-smjerni bookshelf zvučnici

DALI Opticon 2 MK2

Patentirani SMC, woofer od drvnih vlakana, zvuk visokih performansi u manjim do srednje velikim prostorima, 59 - 25,000 Hz, 4 ohma, 30 - 150W, 86.5dB.

8.589 kn 1.139,96 € Kupi

iBX subwoofer

KEF KUBE 10B

Isporuka impresivne glazbe i zvuka kućnog kina, 300W RMS klase D, 24 - 140Hz, 111dB, iBX tehnologija.

5.249 kn 696,66 € Kupi

Potpuno automatski gramofon

PRO-JECT A1

Potpuno automatski sustav remenskog pogona, 33 i 45 o/min, mehanički sustav, OM 10, 65dB, 8,3” aluminijska ručica.

3.499 kn 464,40 € Kupi