Ученые создают квантовый компьютер, работающий как мозг человека

Представители университета в Шотландии готовят первый квантовый компьютер, который сможет превзойти по вычислительной мощности действующие компьютеры и работать как мозг человека.

Тождественные понятия «искусственный интеллект» и «нейронная сеть», по сути, означают компьютерное программирование в таком виде, в каком работает человеческий мозг. Но на самом деле разработчики создают программное обеспечение, которое лишь копирует то, как информация обрабатывается в нашем мозге.

Использование названий искусственного интеллекта или нейронных сетей в каждой подобной программе и системе несколько преувеличены, поскольку речь идет о все том же аппаратном обеспечении компьютера, которое просто работает с более продвинутыми алгоритмами. Именно поэтому некоторые называют искусственный интеллект выдумкой или PR-ходом от разработчиков.

Настоящая же имитация работы человеческого мозга произойдет тогда, когда ученые смогут воссоздать материал, который сможет работать в точности как наши нейроны – простейшие составляющие нервной системы.

Профессор Майкл Хартман из Университета Хериот-Уотта в Эдинбурге планирует разработать настоящую нейронную сеть с помощью квантового программирования.

«Мы надеемся совершить прорыв, который приведет к тому, что искусственный интеллект будет работать с беспрецедентной скоростью, автоматически принимая очень сложные решения за очень короткое время», – пишет Хартман в своей колонке на The Conversation.

Профессор объясняет, что люди пытаются создать беспилотные автомобили или продвинутые системы, которые смогут управлять трафиком на дороге с помощью программного обеспечения, которое основано на коде, имитирующем работу нейронов. Вместо этого, Майкл Хартман предлагает значительно увеличить объемы информации, которую может обрабатывать само программное обеспечение или “железо” компьютера.

Дело в том, что каждый нейрон своего рода принимает решения. Основываясь на определенной информации, нейрон отправляет в нервную систему простой сигнал, к примеру – «да» или «нет», который помогает мозгу составить общую картину происходящего и учитывать как можно больше факторов перед совершением того или иного действия.

В идеале, так должен работать и искусственный интеллект: обрабатывая и учитывая как можно больше информации, компьютер должен решить, в какой ресторан вам стоит пойти сегодня, что в вашем автомобиле сломается следующим, как предупредить кражу в доме и т.д.

Очевидно, чем больше существует искусственных нейронов – тем больше факторов будет учитывать система, что позволит ей принимать самые быстрые и правильные решения. Именно по такому принципу разрабатывает свой квантовый компьютер Neuromorphic Quantum Computing или Quromorphic команда Хартмана.

«Нейронные сети не будут закодированы в программном обеспечении, а будут встроены непосредственно в аппаратные средства, сделанные из сверхпроводящих электрических цепочек. Мы ожидаем, что это облегчит их масштабирование без ошибок», – пишет профессор Хартман.

За увеличение объема квантовый вычислительных мощностей новой нейронной сети будут отвечать так называемые кубиты – минимальные единицы информации, которые в отличие от битов, могут находится сразу в двух состояниях и передавать сразу два ответных сигнала, а не один. Из-за этого, добавление каждого следующего кубита удваивает мощность квантового компьютера, что просто невозможно с обычными суперкомпьютерами, которые имеют ограниченные возможности и огромные размеры. 

Главная задача, которую предстоит решить Quromorphic Project – это создание необходимых условий и структуры квантового компьютера. Поскольку нужные сверхпроводящие материалы такого компьютера должны обеспечивать нахождение или отсутствие электрона в определенной точке – они должны работать очень точно и быть изолированными от любых внешних воздействий.

Идеальными условиями будут вакуум и температуры, близкие к абсолютному нулю, поскольку даже молекулярное взаимодействие может разрушить квантовую структуру. При этом, компьютер должен быть подключенным и к другим системам, которые обеспечивают управление и коммуникацию с ним, но не могут выдержать таких экстремальных условий.

Проекты квантовых компьютеров уже есть у больших компаний вроде Google и IBM, но им удалось реализовать квантовые состояния лишь не доли секунды и этого явно недостаточно, чтобы превзойти вычислительные мощности классических компьютеров.

Майкл Хартман надеется, что их Quromorphic Project или квантовая нейронная сеть позволит определить ошибки в структуре и компьютер можно будет делать не таким изолированным от внешнего мира, как это представляют другие ученые.

«Как и нейроны, новые квантовые устройства будут объединять входные сигналы для генерации ответа. Это похоже на процесс принятия решений человеческого мозга, где комбинация внешних факторов приводит к принятию решения. При объединении цепей возникает мощный искусственный интеллект. В своей квантовой версии ожидается, что эти схемы будут обрабатывать гораздо больше входных сигналов и принимать одновременно гораздо больше решений», – писал ранее Хартман.

Источник