@ 2017.10.22 , 23:00

新型量子材料可以使人工智能学会遗忘

新型量子材料可以使人工智能学会遗忘
credit 123RF

科学家或许找到了代表人工智能未来的量子材料。它能保存更大量的数据么?不,它会遗忘丢失数据。

人脑才是科学家迄今为止所知道的最复杂最强大的计算机,而产生这种复杂性的机制之一就是我们忘记事情的能力——如今这种能力可以通过被称为钐酸镍的材料在人工智能上再现了。

美国能源部阿贡国家实验室(ANL)的研究人员、纳米科学家Subramanian Sankaranarayanan说:“因为大脑的能力有限,它能够忘记,它才能有效地工作。”

“很难找到一种类似于人脑遗忘模式的非生物材料,我们纯属幸运地发现了某个正在使用的材料实际上就可以模拟这种功能。”

科学家研究的钐镍酸盐是所谓的量子钙钛矿的一种,当好心的科学家摆弄它时,通过电阻的变化,发觉它的晶体结构发生变形。

科学家意识到,变化是由所谓的模拟质子掺杂实验引起的,研究人员将材料暴露在影响晶格组成的氢气中。

“当科学家从钙钛矿(SmNiO3(SNO))晶格中添加或去除质子(H +)时,材料的晶格结构会大大扩展或收缩,这一过程现在被成为晶格呼吸。”

这些比纳米还小会喘气的装置可能听起来不像是计算机的未来,但它们可能是打开未来之门的一把钥匙。

这是因为随着原子呼吸的进行,材料的适应性将随着质子渗透操作而发生变化。

ANL的物理学家Hua Zhou说:“如果我们反复添加或去除质子,最终会使钙钛矿的呼吸变得越来越微弱。”就像是生物体对刺激习以为常,不再做出应激反应。

“在你小时候第一次下水时,你非常害怕水滑梯,但是每下水一次,你的恐惧感会越来越少。”

这种态度变化不仅仅是信心的激增,也是对恐惧的遗忘。而科学家测试的材料,表明我们可以利用它开发能降解信息和记忆随着时间衰退的存储技术。

如同你无论如何也记不起六周前你吃的早餐一样——利用电子版可塑性突触技术,系统也可以模拟我们的记忆有时候是不可靠的特性,而这真是我们大脑的一个优点。那是因为当我们忘记事情的时候,可以在我们的记忆仓库腾出更多的空间给新的信息。

这种有机数据处理系统与科学家所谓的习惯有关。这是一种学习过程,生物适应反复刺激,因为它们变得越来越习惯于某些东西,减少了对非威胁的反应。

普渡大学的电气工程师Kaushik Roy解释说:“许多动物,甚至没有大脑的生物也具有这种基本的生存技能。”

“这就是为什么我们被称之为有机体的原因,如果我定期看到某些信息,我会习惯,保留记忆,但如果我长时间没有看到这样的信息,那么它慢慢开始在头脑中衰退。”

当然,只是因为研究人员在量子模拟实验中观察到这种现象并不意味着我们可以立即将其用在人工智能上。但是,研究团队认为,这种会产生习惯的电导材料可以支持比以往任何时候更完美地模拟我们最重要的器官——包括所有缺陷——的新型计算机模型。

普渡大学高级研究员和材料工程师Shriram Ramanathan解释说:“我们在研究报告中显示的是,该材料的导电性允许我们做极其精细的调整。这可能是非常重要的,因为它是第一个直接用于解决神经学习中的一个主要问题的量子材料。”

这一发现被发表在Nature Communications上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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