Aangezien kunstmatige intelligentie brede belangstelling heeft gewekt, onderzoekers zijn gericht op het begrijpen hoe de hersenen cognitie tot stand brengen, zodat ze kunstmatige systemen kunnen bouwen met algemene intelligentie die vergelijkbaar is met de intelligentie van mensen.

Velen zijn deze uitdaging aangegaan door conventionele siliciummicro-elektronica te gebruiken in combinatie met licht. Echter, de fabricage van siliciumchips met elektronische en fotonische circuitelementen is moeilijk om vele fysieke en praktische redenen die verband houden met de materialen die voor de componenten worden gebruikt.

In Technische Natuurkunde Brieven , onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology stellen een benadering voor van grootschalige kunstmatige intelligentie die zich richt op het integreren van fotonische componenten met supergeleidende elektronica in plaats van halfgeleidende elektronica.

"We stellen dat door bij lage temperatuur te werken en supergeleidende elektronische circuits te gebruiken, enkel-foton detectoren, en silicium lichtbronnen, we zullen een pad openen naar rijke computationele functionaliteit en schaalbare fabricage, ", zei auteur Jeffrey Shainline.

Het gebruik van licht voor communicatie in combinatie met complexe elektronische circuits voor berekeningen zou kunstmatige cognitieve systemen van schaal en functionaliteit mogelijk maken die verder gaan dan wat kan worden bereikt met alleen licht of elektronica.

"Wat me het meest verbaasde, was dat opto-elektronische integratie veel gemakkelijker kan zijn bij het werken bij lage temperaturen en het gebruik van supergeleiders dan bij het werken bij kamertemperatuur en het gebruik van halfgeleiders, ' zei Shainline.

Supergeleidende fotondetectoren maken detectie van een enkel foton mogelijk, terwijl halfgeleidende fotondetectoren ongeveer 1 nodig hebben 000 fotonen. Dus niet alleen silicium lichtbronnen werken bij 4 kelvin, maar ze kunnen ook 1, 000 keer minder helder dan hun tegenhangers op kamertemperatuur en toch effectief communiceren.

Sommige toepassingen, zoals chips in mobiele telefoons, vereisen werken bij kamertemperatuur, maar de voorgestelde technologie zou nog steeds een verreikende toepasbaarheid hebben voor geavanceerde computersystemen.

De onderzoekers zijn van plan om meer complexe integratie met andere supergeleidende elektronische circuits te onderzoeken en om alle componenten te demonstreren die kunstmatige cognitieve systemen omvatten, inclusief synapsen en neuronen.

Aantonen dat de hardware schaalbaar kan worden vervaardigd, zodat grote systemen tegen redelijke kosten kunnen worden gerealiseerd, zal ook belangrijk zijn. Supergeleidende opto-elektronische integratie kan ook helpen bij het creëren van schaalbare kwantumtechnologieën op basis van supergeleidende of fotonische qubits. Dergelijke kwantum-neurale hybride systemen kunnen ook leiden tot nieuwe manieren om de sterke punten van kwantumverstrengeling met stekelige neuronen te benutten.