新型光子微芯片模拟基本脑功能

大家好！欢迎来到一起爱科技，尽管人工智能的最前沿为我们提供了强大的工具，它们可以在特定的任务中超越我们，甚至在我们最具挑战性的游戏中也能让我们处于最佳状态，但它们都是独立的算法，没有人类大脑不可思议的结合能力。我们目前的计算架构无法与我们自己的思维效率相匹配，但来自mof nster、牛津和艾克赛特大学的一个综合研究团队发现了一种方法，可以通过创建一个由光驱动的小型人工神经突触网络来缩小这一差距。今天的计算机将内存与处理器分开存储。

另一方面，人类的大脑将记忆储存在突触中，作为神经元之间的结缔组织。当连接的神经元被激活时，大脑并没有传输记忆来进行处理，而是同时对记忆进行访问。虽然神经科学通常接受突触记忆存储理论，但我们仍然缺乏对其工作原理的明确理解。

即使如此，我们也知道大脑同时处理多个过程。在默认情况下，人类的大脑可能无法使用基本计算器的数字计算效率，但它需要一台超级计算机，它需要足够的电力来驱动1万个家庭的速度超过它。

人类的大脑在处理能力方面为人工智能提供了一个很高的基准，其显著的架构差异使得它的能力更加动态，使得这些比较几乎毫无意义。成功复制人工神经突触网络的多国研究小组使用了4个神经元和60个突触，每个神经元有15个突触。就其本身而言，大脑包含数十亿神经元。有了更多的突触（比例大约是1万:1），当你考虑到规模上的差异时，很容易看出这一重大成就是如何在漫长的旅程中迈出的第一步。但这并不会让你的成就不那么令人印象深刻。

芯片的功能不符合简单的解释，但从本质上说，它使用了一系列的谐振器来引导进入的激光脉冲，这样它们就能像预期的那样到达人造神经元。如果没有适当的波引导，人造神经元将无法得到一致的输入，并且没有实际的计算功能。由相变材料组成的人造神经元在对聚焦激光的反应中改变了它们的属性，这个过程成功地模拟了人类大脑的一小块。

这些模拟实验成功地证明了实验芯片能够处理深度学习所需的模式识别任务。虽然一个小规模的人工网络可能无法自己完成很多事情，但一旦它成熟起来，这项技术将会有难以置信的优势。根据研究人员的说法，光子系统的运行速度比人类大脑快1,000倍。通过模仿神经突触网络，它还克服了数据传输的瓶颈，因为内存和处理功能存在于同一个地方。

这项技术可能会在未来的几十年里带来一个新的计算时代，但重要的是要记住，复制人类的大脑不能仅仅通过制造人工神经突触网络来实现。与人类相比，大象的大脑体积要大得多，神经元和突触的数量要比人类多得多，这并不能提供任何智力上的优势。尼安德特人的大脑也有不同的功能，并且保持着非常不同的形状和更大的尺寸。虽然这些差异并没有揭示人类大脑为何比其他有机生命保持智力优势的任何具体事实，但它确实证明了我们还需要学习多少才能创造出像我们头脑中那样强大而充满活力的机器。好了，这期就到这里了，了解更多的科技资讯，请关注一起爱科技，下期见！