《自然》杂志:超导突触处理信息能力超人脑


来源:科技日报

概要:据英国《自然》杂志网站近日报道,美国科学家研制出一款模拟人脑神经中枢处理过程的超导突触,其信息处理速度比人脑更快,而且更高效。


据英国《自然》杂志网站近日报道,美国科学家研制出一款模拟人脑神经中枢处理过程的超导突触,其信息处理速度比人脑更快,而且更高效。研究人员表示,尽管该人造突触商用还面临不少困难,但它是神经形态计算设备发展史上的里程碑,可用于未来类脑计算机中。


神经形态计算被认为代表了未来人工智能的重要发展方向,其灵感来源于人类大脑。神经形态设备模仿突触和神经元,将负责数据存储和数据处理的元器件整合到同一块芯片中,能更节能、更快速、更高效地处理和学习数据。


但目前此类设备的工作效率很低。此次,美国国家标准与技术研究院(NIST)的迈克尔·施耐德领导团队,利用铌超导体制造出了类神经元的电极,并用数千个纳米磁锰团簇填充超导体之间的空隙,获得了新的人造突触。


通过改变突触内磁场的大小,纳米团簇能对齐指向不同方向,使这一系统能编码信息,且计算能力超过其他神经形态系统。研究表明,这些突触每秒能传递信息十亿次,比人类神经元快几个数量级,而且使用的能量仅为生物突触的千分之一。计算模拟显示,合成神经元可对9个来源的输入进行核对,再将其传递给下一个电极。


不过施耐德表示,如果用于复杂的计算,需要数百万个突触;其次,这种突触只能在接近绝对零度的温度下运行,且要在液氦中冷却。英国曼彻斯特大学计算机工程师史蒂夫·弗伯认为,这可能使芯片不适合小型设备使用,但施耐德指出,冷却设备需要的能耗低于拥有同等计算能力的传统计算机的能耗。


加州理工学院电子工程师卡沃·米德认为该新方法很有创意,但目前人们还未能很好地理解生物突触的关键属性,因此,将新芯片用于实际计算中还需很长时间。


未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能,互联网和脑科学交叉研究机构。由互联网进化论作者,计算机博士刘锋与中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心石勇、刘颖教授创建。


未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)云脑研究计划,构建互联网(城市)云脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。

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