Kad svetlost „razmišlja“ poput mozga: Veza između fotona i veštačke memorije
Međunarodna studija je otkrila iznenađujuću vezu između kvantne fizike i teorijskih modela u osnovi veštačke inteligencije.
Italijanski istraživači pokazuju da se identični fotoni koji se šire unutar optičkih kola spontano ponašaju kao Hopfieldova mreža, jedan od najpoznatijih matematičkih modela za opisivanje mehanizama asocijativne memorije ljudskog mozga.
Preporučujemo
„Da smo vanzemaljci koji ispituju Zemlju…“ Nova analiza uzoraka s Meseca rešila staru debatu o magnetnom polju
Lov na gosta iz dalekog svemira: Naučnici imaju plan, ali mora da se radi brzo, a rezultati stižu za pola veka
„Umesto upotrebe tradicionalnih elektronskih čipova, iskoristili smo kvantnu interferenciju – fenomen koji se javlja u fotonskim čipovima kad se čestice svetlosti preklapaju i uzajamno deluju kako bi kodirale i preuzele informacije“, objašnjava Marko Leoneti iz Italijanskog instituta za tehnologiju (IIT) u Rimu. „U ovom sistemu, fotoni nisu samo nosioci podataka, već postaju ’neuroni’ asocijativne memorije.“
Studija takođe naglašava postojanje fundamentalnog ograničenja memorijskog kapaciteta, analogno onom u biološkim sistemima.
„Kad je količina uskladištenih informacija ograničena, sistem je u stanju da ih ispravno preuzme zahvaljujući kvantnoj koherenciji. Međutim, dok se količina podataka povećava, javlja se tranzicija ka fazi memorijske blokade, u kojoj sistem ulazi u stanje nereda, tehnički definisano kao ’spinsko staklo’, gubeći sposobnost pristupa“, kažu naučnici.
„Ovi rezultati otvaraju nove perspektive za upotrebu kvantne optike i integrisane fotonike u razvoju sistema veštačke inteligencije. Uređaji ove vrste mogli bi obezbediti visoke performanse sa drastično manjom potrošnjom energije u poređenju sa trenutnim centrima podataka“.
Implikacije studije prevazilaze polje veštačke inteligencije. Razvijena fotonska platforma omogućava simulaciju i istraživanje složenih i neuređenih fizičkih sistema kojima je teško upravljati konvencionalnim kompjuterima. U ovom kontekstu, rad se uklapa u tradiciju teorijske fizike složenih sistema i uspostavlja konceptualni most sa studijama o „spinskim staklima“ koje su Đorđu Pariziju donele Nobelovu nagradu za fiziku 2021. godine.
„Ovom studijom, na koju smo posebno ponosni, demonstriramo da se zakoni neuređenosti osmotreni u klasičnim sistemima javljuju i u kvantnim fotonskim kolima“, kažu autori. „Svetlost tako postaje prava minijaturna laboratorija, sposobna za istraživanje složenih fenomena koji upravljaju prirodnim i veštačkim sistemima, od klime do bioloških mreža“.
(Telegraf Nauka/Phys.org)