Međunarodna studija otkrila je iznenađujuću vezu između kvantne fizike i teorijskih modela koji stoje u osnovi vještačke inteligencije.
Italijanski istraživači pokazali su da se identični fotoni koji se šire unutar optičkih kola spontano ponašaju poput Hopfieldove mreže, jednog od najpoznatijih matematičkih modela za opisivanje mehanizama asocijativne memorije ljudskog mozga.
„Umjesto korištenja tradicionalnih elektronskih čipova, iskoristili smo kvantnu interferenciju – fenomen koji se javlja u fotonskim čipovima kada se čestice svjetlosti preklapaju i međusobno djeluju kako bi kodirale i preuzimale informacije“, objašnjava Marko Leoneti iz Italijanskog instituta za tehnologiju (IIT) u Rimu. „U ovom sistemu fotoni nisu samo nosioci podataka, već postaju ‘neuroni’ asocijativne memorije.“
Studija također naglašava postojanje fundamentalnog ograničenja memorijskog kapaciteta, analogno onome u biološkim sistemima.
„Kada je količina pohranjenih informacija ograničena, sistem ih može ispravno preuzeti zahvaljujući kvantnoj koherenciji. Međutim, kako se količina podataka povećava, dolazi do tranzicije ka fazi memorijske blokade, u kojoj sistem ulazi u stanje nereda, tehnički definisano kao ‘spinsko staklo’, te gubi sposobnost pristupa informacijama“, navode naučnici.
„Ovi rezultati otvaraju nove perspektive za primjenu kvantne optike i integrisane fotonike u razvoju sistema vještačke inteligencije. Uređaji ove vrste mogli bi osigurati visoke performanse uz znatno manju potrošnju energije u poređenju s današnjim centrima podataka.“
Implikacije studije nadilaze polje vještačke inteligencije. Razvijena fotonska platforma omogućava simulaciju i istraživanje složenih i neuređenih fizičkih sistema kojima je teško upravljati konvencionalnim računarima. U tom kontekstu, rad se nadovezuje na tradiciju teorijske fizike složenih sistema i uspostavlja konceptualni most sa studijama o „spinskim staklima“, koje su Đorđu Pariziju donijele Nobelovu nagradu za fiziku 2021. godine.
„Ovom studijom, na koju smo posebno ponosni, pokazujemo da se zakoni neuređenosti uočeni u klasičnim sistemima javljaju i u kvantnim fotonskim kolima“, ističu autori. „Svjetlost tako postaje prava minijaturna laboratorija, sposobna za istraživanje složenih fenomena koji upravljaju prirodnim i vještačkim sistemima, od klime do bioloških mreža.“