量子材料表现出类脑“非局部”行为

科技日报北京8月9日电(记者张家欣)据最新一期《纳米快报》(Nano Express)报道，由美国加州大学圣地亚哥分校牵头的量子材料(Q-MEEN-C)项目报告了最新研究成果:他们发现相邻电极之间传输的电刺激也会影响非相邻电极，这就是所谓的非局域性。这项成果是开发模拟大脑功能的神经形态学计算设备的重要里程碑。

一般认为计算机比人更有效率，可以在瞬间完成一个复杂的数学方程。然而，人类的大脑可以快速准确地处理复杂的信息，比如只看一次脸就能认出是谁，或者立刻知道山和海的区别，几乎不需要能量输入。人类这些简单的行为，需要计算机大量的处理和能量输入，而且准确性没有保证。

制造一台能量需求最低的类脑计算机，将彻底改变现代生活的方方面面。此前，Q-MEEN-C团队在第一阶段的研究中成功找到了在量子材料中创建或模拟单个大脑元素(如神经元或突触)属性的方法。

这一次，研究小组在理解和模拟大脑功能方面又向前迈出了重要的一步。他们在包含多个设备的阵列上进行计算，以模拟大脑中的多个神经元和突触。在这些测试中，他们发现非局域性在理论上是可能的，并在实验室中将模拟转化为实际设备，进一步完善了这一想法。

传统上，为笔记本电脑和其他设备创建电力传输网络需要具有连续触点的复杂电路，这是低效且昂贵的。Q-MEEN-C的设计概念要简单得多，因为实验中的非局域行为意味着电路中的所有导线不必相互连接。

到目前为止，人脑能够很好执行的模式识别任务只能通过计算机软件来模拟。ChatGPT和Bard等人工智能程序使用复杂的算法来模拟思考和写作等基于大脑的活动，但如果没有相应的先进硬件支持，软件在某个时候就会达到极限。

研究小组已经证明，在合成材料中复制非局部行为是可能的。接下来，他们将找到改进硬件的方法，并创建更高效的学习机器，这将为人工智能领域带来新的范式。