Прототип сверхпроводникового нейрона смоделировали нижегородские учёные

22.11.2021 13:22

Физики Университета Лобачевского разработали дизайн базовой ячейки сверхпроводниковых нейронных сетей. Данный прототип способен работать с низкими энергозатратами и высокой производительностью, что позволяет использовать его в широком спектре областей - от инструментов борьбы с интернет-мошенничеством до распознавания космических объектов.

В основе уникальной разработки лежит идея использования макроскопических квантовых эффектов в наноструктурах из сверхпроводниковых материалов для задач по анализу больших массивов данных, распознаванию изображений, оптимизации процессов.

Как рассказали в пресс-службе ННГУ, созданный нейрон потребляет в 100 раз меньше энергии, чем его полупроводниковые аналоги, а обработка данных может быть выше в 10-100 раз в зависимости от конфигурации нейросети. Этого удалось достичь за счёт использования сверхпроводниковой адиабатической логики.

Учёные подчеркнули, что на сегодняшний день это самый энергоэффективный способ передачи информации между элементами нейросети, который позволяет разогнать её практически без выделения тепла. К тому же эта схема гораздо компактнее, чем полупроводниковый вариант.

Моделированием занималась команда учёных лаборатории теории наноструктур НИФТИ ННГУ, МГУ имени М.В. Ломоносова и Московского технического университета связи и информатики. Результаты работы опубликованы в журнале Symmetry.

Заведующий лабораторией Теории наноструктур НИФТИ ННГУ Марина Бастракова отметила, что сейчас предлагаются прототипы для классических и квантовых нейронных сетей, идёт разработка квантового интеллекта.

"В этом направлении наша схема имеет хорошие перспективы. Сверхпроводниковые решения уже отлично себя заявили, как базовые блоки квантовых компьютеров, а сверхпроводниковая адиабатическая логика, используемая в нашей работе, работает и применяется для квантовых систем. Поэтому наш следующий шаг – это создание "квантового нейрона" и "квантовой нейронной сети", - добавила автор исследования.

Напомним, ранее физики и технологи Университета Лобачевского создали полупроводниковые наноструктуры на основе марганца и галлия, которые можно использовать в качестве ячеек гибридной спиновой памяти, базирующейся на квантовых технологиях. Работа нижегородских специалистов опубликована в ведущем международном журнале Physical Review B.

Также сообщалось, что участники нижегородского научно-образовательного центра за 9 месяцев 2021 года разместили 3026 статей в профильных журналах, индексируемых в базе данных научного цитирования Scopus. Больше всего статей опубликовали представители ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Института прикладной физики РАН, Московского технического университета связи и информатики, НГТУ им. Р.Е. Алексеева и Российского федерального ядерного центра.

Источник