Kuantum Beyne Doğru İlk Adımlar: Fiziksel Olarak Kendini Değiştirerek Öğrenen Akıllı Bir Malzeme…

İnsan beyninin nasıl çalıştığına benzer şekilde, kendisini fiziksel olarak değiştirerek öğrenen akıllı bir materyal, tamamen yeni nesil bilgisayarların temeli olabilir. Bu sözde “kuantum beyin” için çalışan Radboud fizikçileri önemli bir adım attılar. Tek bir atom ağını modelleyip birbirine bağlayabileceklerini ve bir beyindeki nöronların ve sinapsların otonom davranışını taklit edebileceklerini gösterdiler. Doğa Nanoteknolojisindeki keşiflerini rapor ediyorlar .

Bilgi işlem kapasitesi için artan küresel talep göz önüne alındığında, her biri sürekli genişleyen bir enerji ayak izi bırakan daha fazla veri merkezine ihtiyaç duyulmaktadır. Radboud Üniversitesi’nde Taramalı Prob Mikroskobu Profesörü olan proje lideri Alexander Khajetoorians, “Bilgiyi enerji açısından verimli bir şekilde depolamak ve işlemek için yeni stratejiler bulmamız gerektiği açık” diyor.

“Bu sadece teknolojide iyileştirmeler yapılmasını değil, aynı zamanda oyunun kurallarını değiştiren yaklaşımlarda temel araştırmaları da gerektiriyor. Materyallerin kuantum özelliklerine dayalı bir ‘kuantum beyin’ inşa etme konusundaki yeni fikrimiz, yapay zeka uygulamaları için gelecekteki bir çözümün temeli olabilir. “

Kuantum beyin

Yapay zekanın çalışması için bir bilgisayarın dünyadaki kalıpları tanıyabilmesi ve yenilerini öğrenebilmesi gerekiyor. Günümüz bilgisayarları bunu, bilgilerin ayrı bir bilgisayar sabit sürücüsünde depolanmasını ve işlenmesini kontrol eden makine öğrenimi yazılımı aracılığıyla yapmaktadır. “Asırlık bir paradigmaya dayanan bu teknoloji bugüne kadar yeterince çalıştı. Bununla birlikte, sonuçta bu enerji açısından çok verimsiz bir süreçtir ”diyor Sinir ağları ve makine zekası Profesörü ortak yazar Bert Kappen.

Radboud Üniversitesi’ndeki fizikçiler, bir donanım parçasının aynı şeyi yazılıma ihtiyaç duymadan yapıp yapamayacağını araştırdılar. Siyah fosfor üzerinde bir kobalt atomları ağı oluşturarak beyne benzer şekillerde bilgiyi depolayan ve işleyen ve daha da şaşırtıcı bir şekilde kendini uyarlayan bir malzeme oluşturabildiklerini keşfettiler.

2018’de Khajetoorian’lar ve işbirlikçileri, bilgiyi tek bir kobalt atomu durumunda depolamanın mümkün olduğunu gösterdi . Atoma bir voltaj uygulayarak, atomun bir nöron gibi rastgele 0 ile 1 arasında gidip geldiği “ateşlemeyi” tetikleyebilirler. Şimdi, bu atomların özel topluluklarını oluşturmanın bir yolunu keşfettiler ve bu toplulukların ateşleme davranışının, yapay zekada kullanılan beyin benzeri bir modelin davranışını taklit ettiğini buldular.

Çivili nöronların davranışını gözlemlemenin yanı sıra, bugüne kadar bilinen en küçük sinapsı oluşturmayı başardılar. Farkında olmadan, bu toplulukların doğal bir uyarlanabilir özelliğe sahip olduğunu gözlemlediler: sinapsları, “gördükleri” girdiye bağlı olarak davranışlarını değiştirdi. “Malzemeyi belirli bir voltajla uzun bir süre boyunca uyarırken, sinapsların gerçekten değiştiğini görünce çok şaşırdık. Materyal, tepkisini aldığı dış uyaranlara göre uyarladı. Kendi kendine öğrendi ”diyor Khajetoorians.

Kuantum beyni keşfetmek ve geliştirmek

Araştırmacılar şimdi sistemi büyütmeyi ve daha büyük bir atom ağı kurmayı ve kullanılabilecek yeni “kuantum” malzemelerine dalmayı planlıyor. Ayrıca, atom ağının neden bu şekilde davrandığını anlamaları gerekir. Khajetoorians, “Hafıza ve öğrenme gibi temel fiziği biyolojideki kavramlarla ilişkilendirmeye başlayabileceğimiz bir durumdayız” diyor.

“Eğer sonunda bu malzemeden gerçek bir makine inşa edebilseydik, enerji açısından daha verimli ve günümüz bilgisayarlarından daha küçük olan kendi kendine öğrenen bilgi işlem cihazları oluşturabilirdik. Yine de, ancak nasıl çalıştığını anladığımızda – ve bu hala bir gizemdir – davranışını ayarlayabilir ve onu bir teknolojiye dönüştürmeye başlayabiliriz. Çok heyecan verici bir zaman. “