Combiner la lumière et les supraconducteurs pourrait renforcer les capacités de l’IA

Beaucoup ont abordé ce défi en utilisant la microélectronique au silicium conventionnelle en conjonction avec la lumière. Cependant, la fabrication de puces en silicium avec des éléments de circuits électroniques et photoniques est difficile pour de nombreuses raisons physiques et pratiques liées aux matériaux utilisés pour les composants.

Dans Lettres de physique appliquée, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Institut national des normes et de la technologie proposent une approche de l’intelligence artificielle à grande échelle qui se concentre sur l’intégration de composants photoniques avec l’électronique supraconductrice plutôt que l’électronique semi-conductrice.

«Nous soutenons qu’en fonctionnant à basse température et en utilisant des circuits électroniques supraconducteurs, des détecteurs à photon unique et des sources de lumière au silicium, nous ouvrirons la voie vers de riches fonctionnalités de calcul et une fabrication évolutive», a déclaré l’auteur Jeffrey Shainline.

L’utilisation de la lumière pour la communication en conjonction avec des circuits électroniques complexes pour le calcul pourrait permettre des systèmes cognitifs artificiels d’échelle et de fonctionnalité au-delà de ce qui peut être réalisé avec la lumière ou l’électronique seule.

«Ce qui m’a le plus surpris, c’est que l’intégration optoélectronique peut être beaucoup plus facile lorsque l’on travaille à basse température et que l’on utilise des supraconducteurs que lorsque l’on travaille à température ambiante et en utilisant des semi-conducteurs», a déclaré Shainline.

Les détecteurs de photons supraconducteurs permettent la détection d’un seul photon, tandis que les détecteurs de photons semi-conducteurs nécessitent environ 1000 photons. Ainsi, non seulement les sources lumineuses au silicium fonctionnent à 4 kelvins, mais elles peuvent également être 1000 fois moins lumineuses que leurs homologues à température ambiante et communiquer toujours efficacement.

Certaines applications, telles que les puces dans les téléphones portables, nécessitent de travailler à température ambiante, mais la technologie proposée aurait encore une large applicabilité pour les systèmes informatiques avancés.

Les chercheurs prévoient d’explorer une intégration plus complexe avec d’autres circuits électroniques supraconducteurs et de démontrer tous les composants qui composent les systèmes cognitifs artificiels, y compris les synapses et les neurones.

Il sera également important de montrer que le matériel peut être fabriqué de manière évolutive, afin que de grands systèmes puissent être réalisés à un coût raisonnable. L’intégration optoélectronique supraconductrice pourrait également aider à créer des technologies quantiques évolutives basées sur des qubits supraconducteurs ou photoniques. De tels systèmes hybrides quantiques-neuraux peuvent également conduire à de nouvelles façons de tirer parti des forces de l’intrication quantique avec des neurones à pointes.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.