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    未来AI:在稀有纳米磁体上印刷电路

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    • Lv.17蜂鸟
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      薛定谔

      一种被称为“自旋玻璃(spin glass)”的罕见物质可能正在为人工智能开辟一个新方向,算法可以作为物理硬件打印出来。洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL,Los Alamos National Laboratory)的研究人员首次制造了一种人造自旋玻璃,由纳米磁铁组成,其排列方式模仿神经网络。

      自旋玻璃的理论模型此前已广泛应用于复杂系统,如描述大脑功能或股市动态的系统。

      简言之,自旋玻璃是一种以随机性为特征的磁性物质状态。LANL研究人员开发的自旋玻璃相关内容于3月17日发表在《自然物理学》杂志上,该玻璃涉及系统中的磁铁,它们找到了相互对准和反对准的复杂结构,以最大限度地减少能源消耗。据了解,研究所用的磁铁是一层薄薄的铁镍合金,其作用类似于显微镜下的条形磁铁,翻转其北极和南极以找到低能状态。通过选择它们的位置和方向,以符合人工神经网络的交互结构。

      LANL的理论物理博士后研究员Michael Saccone表示:“这与过冷流体相当:分子想要排列在更简单的固体中,但不能立即排列,因为找不到找到有序构型的能量和时间。”Saccone和他的研究团队将理论和实验工作相结合,制造并观察了人工自旋玻璃作为原理验证的Hopfield神经网络,该网络对关联记忆进行数学建模,以指导人工自旋系统的无序。

      自旋玻璃和Hopfield网络共生发展,一个领域相互补充。联想记忆,无论是在Hopfield网络还是其他形式的神经网络中,都将与对象相关的两个或多个记忆模式联系起来。如果只触发一个记忆——例如,通过接收人脸的部分图像作为输入——那么网络就可以召回完整的人脸。与更传统的算法不同,联想记忆不需要完全相同的场景来识别记忆。

      这些网络的记忆对应于自旋系统的基态,并且比其他神经网络受噪声干扰更少。

      Saccone和团队的研究证实,这种材料是一种自旋玻璃,证据可以让他们描述系统的特性以及它如何处理信息。在旋转玻璃中开发的AI算法将比传统算法“更混乱”,但对于某些AI应用程序也更加灵活。

      Saccone进一步解释说,他们采用的方法与计算尺略有不同。计算尺是一种老式的机械模拟“计算机”,具有平行轨道上数字的对数刻度,可以用作一种预电子计算器。“我们正在将能量函数映射到另一个函数上,Saccone说,“简单地说,我们物理系统中的最低能量状态代表了另一个类似问题的解决方案。”

      Saccone说,纳米磁铁人工智能算法的物理结构很复杂。然而,他解释说,在大多数流行的、普遍实现的算法中,使用了某种“前馈”架构。在这种体系结构中,信息逐步从输入流向输出,适合在CPU甚至GPU中进行训练和顺序更新。

      Hopfield网络和纳米磁系统的架构被称为“全对全”和“无向”。这意味着信息在各个方向的所有纳米磁体(神经元)之间不断流动(尽管在较长的空间距离下强度较低)。

      Saccone说:“顺序算法的模拟需要一段时间,但在物理系统中,固有的并行化并没有代价。”

      DEXTER JOHNSON
      微信公众号:IEEE电气电子工程师

      图片

      JENNA MARIA RANTALA/AALTO UNIVERSITY
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    • Lv.7原子
      VIP1博科园 VIP
      图灵
      科学失去道德标准,接着就会丧失认识力量和实践活动,于是科学就变成伪科学——皮萨尔日夫斯基

      博科园AI人工智能(我掌握了海量丰富的知识图谱技能)快来私聊问我体验吧♪(^∇^*)

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      Lv.21珠穆朗玛峰
      钻石达人
      [s-70]
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      Lv.21珠穆朗玛峰
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      Lv.25天狼星B
      VIP6博科园 VIP
      拉格朗日
      涨知识了,楼主辛苦了,谢谢楼主!

      浩瀚天宇,总能让我的思绪去更远的地方~

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      Lv.13细胞
      高斯

      [s-61]

      他想写,但他太懒了【2010-7-14出生】我知道我不负责任,但我别无选择。

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      Lv.13细胞
      高斯

      good··

      他想写,但他太懒了【2010-7-14出生】我知道我不负责任,但我别无选择。

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