拉布德大学奈梅根 信用:CC0公共领域 一种通过物理改变自身来学习的智能材料，类似于人脑的工作方式，可能是新一代计算机的基础
拉德布德物理学家朝着这个所谓的“量子大脑”迈出了重要的一步
他们已经证明，它们可以形成单个原子的网络并使之相互连接，还可以模仿大脑中神经元和突触的自主行为
他们在2月1日的《自然纳米技术》上报道了他们的发现
考虑到全球对计算能力日益增长的需求，越来越多的数据中心是必要的，所有这些都会留下不断扩大的能源足迹
“很明显，我们必须找到新的策略，以高能效的方式存储和处理信息，”项目负责人、拉德布德大学扫描探针显微镜教授亚历山大·卡杰特欧里安说
“这不仅需要技术上的改进，还需要改变游戏方式的基础研究
我们基于材料的量子特性构建“量子大脑”的新想法可能是未来人工智能应用解决方案的基础
" 量子大脑 为了让人工智能发挥作用，计算机需要能够识别世界上的模式并学习新的模式
今天的计算机通过机器学习软件来实现这一点，该软件在一个单独的计算机硬盘上控制信息的存储和处理
“到目前为止，这项基于一个世纪前的范例的技术已经充分发挥了作用
然而，最终，这是一个非常耗能的过程，”合著者、神经网络和机器智能教授伯特·卡彭说
拉德布德大学的物理学家研究了一块硬件是否可以在不需要软件的情况下做同样的事情
他们发现，通过在黑磷上构建钴原子网络，他们能够构建一种材料，以类似于大脑的方式存储和处理信息，甚至更令人惊讶的是，能够自我适应
自适应原子 2018年，哈杰特罗人及其合作者证明了以单个钴原子的状态存储信息是可能的
通过向原子施加电压，它们可以引发“放电”，原子在0和1之间随机穿梭，就像一个神经元一样
他们现在发现了一种创建这些原子的定制集合的方法，并发现这些集合的发射行为模仿了人工智能中使用的类似大脑的模型的行为
除了观察尖峰神经元的行为，他们还能够创造出迄今为止已知的最小的突触
不知不觉中，他们观察到这些集合有一个固有的适应性特性:它们的突触根据它们“看到的”输入来改变它们的行为
”“当用一定的电压长时间刺激材料时，我们非常惊讶地发现突触实际上发生了变化
这种材料根据它所接受的外部刺激来调整它的反应
它是自己学会的，”卡杰特洛人说
探索和发展量子大脑 研究人员现在计划扩大该系统的规模，建立一个更大的原子网络，并深入研究可以使用的新“量子”材料
此外，他们需要理解为什么原子网络会有这样的行为
“我们正处于一种状态，在这种状态下，我们可以开始将基础物理与生物学中的概念联系起来，比如记忆和学习，”卡杰托里安说
“如果我们最终能够用这种材料建造一台真正的机器，我们将能够建造比今天的计算机更节能、更小的自学计算设备
然而，只有当我们理解它是如何工作的——这仍然是一个谜——我们才能调整它的行为，并开始将其开发成一种技术
这是一个非常激动人心的时刻
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