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《自然》子刊:智能材料可像人脑一样自主学习,构建未来“量子大脑”迈出一大步

2021-02-02 13:13 前瞻网   

 

《自然》子刊:智能材料可像人脑一样自主学习,构建未来“量子大脑”迈出一大步

2月1日刊登在《自然》子刊《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)的一项研究报告称,科学家发现了一种通过物理改变自身来学习的智能材料,具有类似于人脑的工作方式,可能是新一代计算机的基础。

该研究成果来自荷兰拉德堡德大学(Radboud University Nijmegen),科学家现在可以设计和连接单个原子的网络,并模仿大脑中神经元和突触的自主行为,这标志着人类朝着这个所谓的“量子大脑”迈出了重要的一步。

研究人员发现,通过在黑磷上构建钴原子网络,他们能够构建一种与大脑类似的信息存储和处理方式的材料,更令人惊讶的是,这种材料还能自我适应。

2018年,研究人员证明了在单个钴原子状态下存储信息的可能性。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,很像一个神经元。

他们现在发现了一种方法来创建这些原子的定制集合,并发现这些集合的发射行为模拟了人工智能中使用的类似大脑的模型的行为。

除了观察尖突神经元的行为外,团队还能创造出迄今为止已知的最小的突触。研究人员观察到,这些集合具有一种固有的自适应特性:它们的突触会根据它们“看到”的输入改变行为。

当用一定的电压在较长一段时间内刺激这种物质时,观察发现突触实际上发生了变化。材料根据它所接受的外部刺激调整其反应,而且是靠自己学习的。

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。

研究人员称,“如果最终能够用这种材料建造一台真正的机器,将能够建造比当今计算机更节能、更小的且具有自主学习能力的计算设备。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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