Скопіювати мозок. Вчені з Великобританії готують революційний квантовий комп'ютер

27 квітня 2019, 07:00

Представники університету в Шотландії готують перший квантовий комп'ютер, який зможе перевершити за обчислювальною потужністю діючі комп'ютери і працювати як мозок людини.

Тотожні поняття "штучний інтелект" і "нейронна мережа", по суті, означають комп'ютерне програмування в такому вигляді, в якому працює людський мозок. Але насправді розробники створюють програмне забезпечення, яке лише копіює те, як інформація обробляється в нашому мозку.

Відео дня

Використання назв штучного інтелекту або нейронних мереж в кожній подібній програмі і системі дещо перебільшені, оскільки йдеться про все те ж апаратне забезпечення комп'ютера, яке просто працює з більш просунутими алгоритмами. Саме тому деякі називають штучний інтелект вигадкою або PR-ходом від розробників.

Справжня ж імітація роботи людського мозку станеться тоді, коли вчені зможуть відтворити матеріал, який зможе працювати точно як наші нейрони — найпростіші складові нервової системи.

Професор Майкл Хартман з Університету Херіот-Уотта в Единбурзі планує розробити справжню нейронну мережу за допомогою квантового програмування. "Ми сподіваємося зробити прорив, який призведе до того, що штучний інтелект буде працювати з безпрецедентною швидкістю, автоматично приймаючи дуже складні рішення за дуже короткий час", — пише Хартман у своїй колонці на The Conversation.

Професор пояснює, що люди намагаються створити безпілотні автомобілі або просунуті системи, які зможуть управляти трафіком на дорозі за допомогою програмного забезпечення, яке засноване на коді, що імітує роботу нейронів. Замість цього Майкл Хартман пропонує значно збільшити обсяги інформації, яку може обробляти саме програмне забезпечення або "залізо" комп'ютера.

Fossbytes
Фото: Fossbytes

Річ у тім, що кожен нейрон своєрідно приймає рішення. Грунтуючись на певній інформації, нейрон відправляє в нервову систему простий сигнал, наприклад — "так" або "ні", який допомагає мозку скласти загальну картину того, що відбувається і враховувати якомога більше факторів перед вчиненням тієї чи іншої дії.

В ідеалі, так повинен працювати і штучний інтелект: обробляючи і враховуючи якомога більше інформації, комп'ютер повинен вирішити, до якого ресторану вам варто піти сьогодні, що у вашому автомобілі зламається наступним, як попередити крадіжку в будинку і т.д.

Очевидно, чим більше існує штучних нейронів — тим більше факторів буде враховувати система, що дозволить їй найбільш швидкі та правильні рішення. Саме за таким принципом розробляє свій квантовий комп'ютер Neuromorphic Quantum Computing або Quromorphic команда Хартмана.

"Нейронні мережі не будуть закодовані в програмному забезпеченні, а будуть вбудовані безпосередньо в апаратні засоби, зроблені з надпровідних електричних ланцюжків. Ми очікуємо, що це полегшить їх масштабування без помилок ", — пише професор Хартман.

За збільшення обсягу квантових обчислювальних потужностей нової нейронної мережі будуть відповідати так звані кубіти — мінімальні одиниці інформації, які на відміну від бітів, можуть знаходиться відразу в двох станах і передавати відразу два відповідних сигнали, а не один. Через це, додавання кожного наступного кубіта подвоює потужність квантового комп'ютера, що просто неможливо зі звичайними суперкомпьютерами, які мають обмежені можливості та величезні розміри.

IBM
Фото: IBM

Головне завдання, яке належить вирішити Quromorphic Project — це створення необхідних умов і структури квантового комп'ютера. Оскільки надпровідні матеріали такого комп'ютера повинні забезпечувати знаходження або відсутність електрона в певній точці — вони повинні працювати дуже точно і бути ізольованими від будь-яких зовнішніх впливів.

Ідеальними умовами будуть вакуум і температури, близькі до абсолютного нуля, оскільки навіть молекулярна взаємодія може зруйнувати квантову структуру. При цьому, комп'ютер повинен бути підключеним і до інших систем, які забезпечують управління і комунікацію з ним, але не можуть витримати таких екстремальних умов.

Проекти квантових комп'ютерів вже є у великих компаній на кшталт Google і IBM, але їм вдалося реалізувати квантові стани лише на долі секунди і цього явно недостатньо, щоб перевершити обчислювальні потужності класичних комп'ютерів.

YouTube / Google
Фото: YouTube / Google

Майкл Хартман сподівається, що їхній Quromorphic Project або квантова нейронна мережа дозволить визначити помилки в структурі і комп'ютер можна буде робити не таким ізольованим від зовнішнього світу, як це уявляють інші вчені.

"Як і нейрони, нові квантові пристрої будуть об'єднувати вхідні сигнали для генерації відповіді. Це схоже на процес прийняття рішень людського мозку, де комбінація зовнішніх чинників призводить до прийняття рішення. При об'єднанні ланцюгів виникає потужний штучний інтелект. У своїй квантовій версії очікується, що ці схеми будуть обробляти набагато більше вхідних сигналів і приймати одночасно набагато більше рішень", — писав раніше Хартман.

Нагадаємо, кілька тижнів тому команда розробників з Microsoft і Вашингтонського університету створила першу автоматичну систему зберігання даних у штучній молекулі ДНК.

microsoft.com
Фото: microsoft.com

Спеціальне програмне забезпечення форматує найпростіші цифрові дані (одиниці і нулі) в групи органічних сполук — нуклеотиди, з яких складається ДНК. Устаткування збирає отримані рідини і реагенти і поміщає їх в ємність для зберігання.

Щоб перевести інформацію назад в цифрову, система додає певні хімічні елементи, які дозволяють прочитати послідовність зашифрованих молекул ДНК. Така технологія може дозволити зберігати інформацію сучасних центрів обробки даних у фізичних просторах, які приблизно рівні кільком гральним кубикам.

При цьому, ДНК може існувати протягом багатьох століть і навіть тисячоліть, в той час як цифрові носії стають непридатними за кілька десятків років.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X