Фотонный разум: как частицы света воссоздают работу мозга
Группа ученых из ведущих научных институтов Италии совершила прорыв в области нейроморфных вычислений. Исследователи обнаружили, что идентичные фотоны (мельчайшие частицы света) в специальных оптических цепях способны спонтанно имитировать поведение «сети Хопфилда» (Hopfield Network). Сеть Хопфилда — это фундаментальная математическая модель, описывающая работу ассоциативной памяти человеческого мозга.
Ключевой вывод: Данное открытие доказывает, что свет может не только передавать информацию, но и «хранить» её по принципам, схожим с биологическими нейронами.
От квантовой физики к нейробиологии
Исследование проводилось специалистами из Национального исследовательского совета Италии (Consiglio Nazionale delle Ricerche — CNR) совместно с Итальянским технологическим институтом (Istituto Italiano di Tecnologia — IIT). Ключевую роль в работе сыграли доктор Марко Леонарди (Marco Leonardi) и его коллеги.
Суть открытия:
· Ученые установили, что при определенных условиях фотонная система демонстрирует предел объема памяти, практически идентичный биологическому.
· При попытке «загрузить» в систему слишком много данных, она переходит в состояние «спинового стекла» (spin glass) — хаотичную фазу, которая в физике соответствует состоянию перегрузки или «забывания» в живом мозге.
Энергоэффективность будущего: прощай, перегрев дата-центров
Главная ценность открытия заключается в создании основ для искусственного интеллекта (ИИ) нового поколения. Современные суперкомпьютеры и нейросети потребляют колоссальное количество электроэнергии для охлаждения и обработки данных.
Почему это важно:
· Использование фотонных систем, работающих по принципу ассоциативной памяти, позволит создавать компьютеры, вдохновленные структурой мозга (Brain-inspired computing).
· Такие устройства будут потреблять в тысячи раз меньше энергии, чем нынешние центры обработки данных.
· Скорость «мышления» таких машин будет ограничиваться лишь скоростью света.
Новые горизонты для медицины и науки
Понимание того, как свет может имитировать нейронные связи, открывает двери для создания сверхбыстрых медицинских анализаторов.
Перспективы развития:
· Моделирование сложных когнитивных процессов и заболеваний мозга на чипах.
· В таких чипах вместо электрических импульсов по «сосудам»-волноводам будут бежать частицы света.
· Исследователи из Рима и Генуи подчеркивают, что это лишь первый шаг к созданию полностью оптического искусственного интеллекта, который будет работать так же эффективно и тонко, как человеческий разум.
Издание «МЕДИК»
«МЕДИК» Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) от 17.03.2025г. ЭЛ №ФС77-89146. Сайт издания: https://medik.press