Ученые из Университета Лобачевского в Нижнем Новгороде и МГУ предложили модель сверхпроводящей логической ячейки, которая может быть как кубитом, так и базовым элементом нейросети — нейроном. В перспективе на ее основе будут проектироваться элементы для нейроморфной обработки информации в квантовых процессорах — «квантовые» нейросети.
Несмотря на прогресс в развитии ИИ и повсеместное внедрение нейронных сетей, ученые все еще ищут оптимальную элементную базу для таких систем: чтобы они потребляли минимум энергоресурсов и работали с экстремально большим объемом данных.
Решить проблему можно, совместив идеи квантовых вычислений и нейротехнологий на основе сверхпроводниковой элементной базы, считают авторы работы. Они предложили использовать интерферометр — прибор, изменяющий магнитное поле по заданному учеными закону.
Мы настроили ячейку так, что она перестала реагировать на незначительные изменения магнитного поля, поступающего на нее. Однако, если магнитный поток на входе оказывался достаточно сильным, на выходе формировался фиксированный магнитный поток.
Фактически, мы продемонстрировали режим работы квантовой ячейки (квантового нейрона), полностью аналогичной известным для классических нейронных сетей.
Николай Кленов, доктор технических наук, профессор кафедры атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники МГУ имени М. В. Ломоносова.
Меняя параметры индуктивностей ячейки и внешнего потока, исследователи продемонстрировали возможность использовать ее в качестве вспомогательного кубита, отказавшись при управлении ею от высокостабильного опорного генератора и сложных смесителей сверхвысокочастотных сигналов, которые необходимы в традиционной технике.
Кроме того, исследователи определили, что предлагаемая ячейка будет работать при температурах от 0,03 Кельвинов до 1 Кельвина, что подтверждает возможность использовать ее на практике для создания нейросетей, работающих с квантовой информацией. Авторы отмечают, что поддержание таких условий не вызывает трудностей.
