Da künstliche Intelligenz (KI) ist von weit verbreitetem Interesse, wobei sich die Forscher darauf konzentrieren, zu verstehen, wie das Gehirn Berechnungen durchführt, damit künstliche Systeme mit allgemeiner Intelligenz, die mit der menschlichen Intelligenz vergleichbar ist, geschaffen werden können.
Die Forscher näherten sich dieser Aufgabe mit konventioneller Silizium-Mikroelektronik in Kombination mit Licht. Die Herstellung von Siliziumchips mit Elementen elektronischer und photonischer Schaltungen ist jedoch aus vielen physikalischen und praktischen Gründen in Bezug auf die Materialien, aus denen die Komponenten hergestellt sind, kompliziert. Es wurde ein Ansatz für groß angelegte künstliche Intelligenz vorgeschlagen, der sich auf die Integration photonischer Komponenten mit supraleitender Elektronik statt auf Halbleiterelektronik konzentriert.
Die Verwendung von Licht für die Kommunikation in Kombination mit komplexen elektronischen Schaltkreisen für die Berechnung kann die Schaffung künstlicher kognitiver Systeme ermöglichen, deren Umfang und Funktionalität über das hinausgehen, was mit Licht oder Elektronik allein erreicht werden kann. Supraleitende Photonendetektoren können ein einzelnes Photon detektieren, während Halbleiter-Photonendetektoren etwa 1 Photonen benötigen. So arbeiten Siliziumlichtquellen nicht nur bei einer Temperatur von -269,15°C, sondern können auch tausendmal dunkler sein als ihre Pendants bei Raumtemperatur und gleichzeitig effektiv interagieren.
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Einige Mikroschaltkreise, wie z. B. in Mobiltelefonen, erfordern einen Betrieb bei Raumtemperatur, aber die vorgeschlagene Technologie wird in fortgeschrittenen Computersystemen immer noch weit verbreitet sein. Die Forscher planen, eine komplexere Integration mit anderen supraleitenden elektronischen Schaltungen zu untersuchen und alle Komponenten zu demonstrieren, aus denen künstliche kognitive Systeme bestehen, einschließlich Synapsen und Neuronen.
Wichtig wird auch sein zu zeigen, dass die Hardware skalierbar gemacht werden kann, so dass große Systeme zu vernünftigen Kosten implementiert werden können. Die supraleitende optoelektronische Integration kann auch dazu beitragen, skalierbare Quantentechnologien auf der Grundlage von supraleitenden oder photonischen Qubits zu schaffen. Solche hybriden Quantenneuronensysteme können auch zu neuen Wegen führen, die Stärken der Quantenverschränkung mit Impulsneuronen auszunutzen.
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