تحسين أداء الذكاء الاصطناعي وقابلية التوسع في الحوسبة الكمية
صمم الباحثون ديودًا جديدًا فائق التوصيل يبشر بالخير في تحسين أداء أنظمة الذكاء الاصطناعي وتوسيع نطاق أجهزة الكمبيوتر الكمومية للتطبيقات الصناعية.
يتفوق هذا الجهاز في الأداء على نظرائه من خلال الكفاءة الفائقة للطاقة، والقدرة على معالجة إشارات كهربائية متعددة في وقت واحد، وسلسلة فريدة من البوابات التي تتحكم في تدفق الطاقة.
طور فريق من الباحثين ديودًا فائق التوصيل عالي الكفاءة مع تطبيقات محتملة في توسيع نطاق الحوسبة الكمومية وتعزيز أنظمة الذكاء الاصطناعي.
يمكن لهذا الجهاز معالجة إشارات متعددة في وقت واحد، وهي ميزة مفيدة للحوسبة العصبية، وهو مصمم بمواد أكثر ملاءمة للصناعة، مما يمهد الطريق لتطبيقات صناعية أوسع.
طور فريق بقيادة جامعة مينيسوتا توين سيتيز ديودًا جديدًا فائق التوصيل، وهو مكون رئيسي في الأجهزة الإلكترونية، يمكن أن يساعد في توسيع نطاق أجهزة الكمبيوتر الكمومية للاستخدام الصناعي وتحسين أداء أنظمة الذكاء الاصطناعي.
بالمقارنة مع الثنائيات الفائقة الموصلية الأخرى، فإن جهاز الباحثين أكثر كفاءة في استخدام الطاقة؛ يمكنه معالجة إشارات كهربائية متعددة في وقت واحد؛ ويحتوي على سلسلة من البوابات للتحكم في تدفق الطاقة، وهي ميزة لم يتم دمجها من قبل في الصمام الثنائي فائق التوصيل.
نُشرت الورقة في مجلة Nature Communications ، وهي مجلة علمية تمت مراجعتها من قبل الأقران وتغطي العلوم الطبيعية والهندسة.
يسمح الصمام الثنائي للتيار بالتدفق في اتجاه واحد دون الآخر في الدائرة الكهربائية. إنه أساسًا نصف الترانزستور، العنصر الرئيسي في رقائق الكمبيوتر.
تصنع الثنائيات عادةً من أشباه الموصلات، لكن الباحثين مهتمون بصنعها مع الموصلات الفائقة، والتي لديها القدرة على نقل الطاقة دون فقدان أي قوة على طول الطريق.
طور فريق بقيادة جامعة مينيسوتا توين سيتيز ديودًا فائق التوصيل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وقابل للضبط – مكون واعد للأجهزة الإلكترونية المستقبلية – يمكن أن يساعد في توسيع نطاق أجهزة الكمبيوتر الكمومية للصناعة وتحسين أنظمة الذكاء الاصطناعي. الائتمان: أوليفيا هولتغرين / جامعة مينيسوتا توين سيتيز
قال فلاد بريباج ، كبير مؤلفي البحث وأستاذ مشارك في كلية جامعة مينيسوتا الفيزياء وعلم الفلك.
“نحن بحاجة إلى طرق جديدة لتطوير أجهزة الكمبيوتر، وأحد أكبر التحديات لزيادة قوة الحوسبة في الوقت الحالي هو أنها تبدد قدرًا كبيرًا من الطاقة. لذلك، نحن نفكر في الطرق التي قد تساعد بها التقنيات فائقة التوصيل في ذلك. “
ابتكر باحثو جامعة مينيسوتا الجهاز باستخدام ثلاث تقاطعات جوزيفسون ، والتي يتم تصنيعها عن طريق قطع قطع من مادة غير فائقة التوصيل بين الموصلات الفائقة.
في هذه الحالة، ربط الباحثون الموصلات الفائقة بطبقات من أشباه الموصلات. يسمح التصميم الفريد للجهاز للباحثين باستخدام الجهد للتحكم في سلوك الجهاز.
يتمتع أجهزتهم أيضًا بالقدرة على معالجة مدخلات إشارة متعددة، في حين أن الثنائيات النموذجية يمكنها فقط التعامل مع إدخال واحد ومخرج واحد.
يمكن أن يكون لهذه الميزة تطبيقات في الحوسبة العصبية، وهي طريقة لهندسة الدوائر الكهربائية لتقليد الطريقة التي تعمل بها الخلايا العصبية في الدماغ لتحسين أداء أنظمة الذكاء الاصطناعي.
أوضح موهيت جوبتا، “الجهاز الذي صنعناه قريب من أعلى كفاءة في استخدام الطاقة تم عرضها على الإطلاق، وللمرة الأولى، أظهرنا أنه يمكنك إضافة بوابات وتطبيق مجالات كهربائية لضبط هذا التأثير”، مؤلف الورقة ودكتوراه.
طالب في كلية الفيزياء والفلك بجامعة مينيسوتا. لقد صنع باحثون آخرون أجهزة فائقة التوصيل من قبل، لكن المواد التي استخدموها كان من الصعب جدًا تصنيعها. يستخدم تصميمنا مواد أكثر ملاءمة للصناعة وتوفر وظائف جديدة “.
يمكن استخدام الطريقة التي استخدمها الباحثون، من حيث المبدأ، مع أي نوع من الموصلات الفائقة، مما يجعلها أكثر تنوعًا وأسهل في الاستخدام من التقنيات الأخرى في هذا المجال.
بسبب هذه الصفات، فإن أجهزتهم أكثر توافقًا مع تطبيقات الصناعة ويمكن أن تساعد في توسيع نطاق تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية للاستخدام على نطاق أوسع.
قال بريباج: “في الوقت الحالي، تعد جميع آلات الحوسبة الكمومية أساسية جدًا بالنسبة إلى احتياجات تطبيقات العالم الحقيقي”.
“التوسع أمر ضروري من أجل الحصول على جهاز كمبيوتر قوي بما يكفي لمعالجة المشكلات المفيدة والمعقدة.
يبحث الكثير من الأشخاص عن الخوارزميات وحالات الاستخدام لأجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الذكاء الاصطناعي التي من المحتمل أن تتفوق على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
هنا، نقوم بتطوير الأجهزة التي يمكن أن تمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من تنفيذ هذه الخوارزميات. وهذا يوضح قوة الجامعات التي تبذر هذه الأفكار التي تشق طريقها في النهاية إلى الصناعة ويتم دمجها في الآلات العملية “.
المصدر: scitechdaily
شاهد المزيد:
