Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología proponen un nuevo enfoque para la inteligencia artificial (IA) a gran escala basándose en la integración de componentes fotónicos con electrónica superconductora.
Los enfoques anteriores para lograr la inteligencia general en los sistemas de inteligencia artificial se han centrado en la microelectrónica de silicio convencional combinada con la luz. Sin embargo, existen barreras importantes para este enfoque. Existen muchas limitaciones físicas y prácticas en la fabricación de chips de silicio con elementos electrónicos y fotónicos.
La inteligencia general es «la capacidad de asimilar el conocimiento a través de categorías de contenido y usar esa información para formar una representación coherente del mundo». Implica la integración de varias fuentes de información, y debe dar como resultado un modelo coherente y adaptable del mundo. El diseño y construcción de hardware para inteligencia general requiere la aplicación de principios de neurociencia e integración a muy gran escala.
El nuevo enfoque se detalló en Letras de Física Aplicada por AIP Publishing.
Jeffrey Shainline es el autor de la investigación.
“Sostenemos que al operar a baja temperatura y usar circuitos electrónicos superconductores, detectores de un solo fotón y fuentes de luz de silicio, abriremos un camino hacia una rica funcionalidad computacional y una fabricación escalable”, dijo Shainline.
Sistemas cognitivos artificiales escalables y funcionales
Según los investigadores y su nuevo enfoque, el emparejamiento de la luz para la comunicación con circuitos electrónicos complejos para la computación podría conducir a sistemas cognitivos artificiales que son mucho más escalables y funcionales que los enfoques tradicionales que se basan solo en la luz o la electrónica.
“Lo que más me sorprendió fue que la integración optoelectrónica puede ser mucho más fácil cuando se trabaja a bajas temperaturas y se usan superconductores que cuando se trabaja a temperatura ambiente y se usan semiconductores”, continuó Shainline.
Los detectores de fotones superconductores pueden detectar un solo fotón, pero los detectores de fotones semiconductores requieren alrededor de 1000 fotones. Las fuentes de luz de silicio funcionan a 4 Kelvin, pero son 1000 veces menos brillantes que las que están a temperatura ambiente. A pesar de esto, siguen siendo efectivos en la comunicación.
Las aplicaciones como los chips dentro de los teléfonos funcionan a temperatura ambiente, por lo que el nuevo enfoque no sería tan aplicable en estas situaciones. Sin embargo, sería más efectivo para usos en sistemas informáticos avanzados.
Los investigadores ahora buscarán una integración más compleja con otros circuitos electrónicos superconductores. También demostrarán los componentes de los sistemas cognitivos artificiales, como las sinapsis y las neuronas.
Una de las principales implicaciones de la nueva investigación es que demostró cómo se puede fabricar hardware de manera escalable, lo que significa que los sistemas grandes pueden ser más asequibles. Las tecnologías cuánticas escalables basadas en superconductores o qubits fotónicos también podrían surgir de la integración optoelectrónica de superconductores.