隨著各界對人工智能興趣的提升，研究人員開始將注意力轉移到如何構建一套能夠與人類認知相仿、且能力相當的AI系統。比如近日，就有研究人員在《應用物理學快報》上發表了一篇題為《光電智能》的文章，其中提出了一種結合了光學和超導電子學的大規模人工智能方案。

研究配圖- 2：跨尺度結構示意

儘管許多研究團隊都選擇了基於常溫半導體的光電集成方案，但在低溫條件下，超導體的光電集成要更加容易實現。

研究配圖- 3：光電神經元框圖

在AIP出版的《應用物理快報》中，美國國家標準技術研究院（NIST）提出了一種大規模人工智能係統的構建方案，特點是著重於將光子組件與超導電子（而不是半導體）結合到一起。

研究配圖- 4：超導/ 光電子探測器電路圖

研究作者Jeffery Shainline 認為，通過在低溫條件下運行並使用超導電子電路、單光子探測器和矽光源，將有助於開闢出一條通往具有豐富計算功能和可擴展性的製造道路。

研究配圖- 5：超導光電子網絡的實驗進展

借助這條複雜的光電子電路通信，可計算並構建出規模化的功能性AI 認知系統，且這遠遠超出了單獨使用光（或電子設備）所能實現的範圍。

研究配圖- 1：每節點平均連接數

更讓Shainline 感到驚奇的是，與在室溫下工作和使用的半導體方案相比，低溫下的超導光電集成要容易實現得多。

研究配圖- 6：300mm 晶圓可容納的節點總數/ 波導節點的連接數

SCI Tech Daily 指出，超導光子探測器能夠對單個光子進行探測。要實現同樣的功能，半導體光子探測器需要用到大約1000 個光子。

最終結果是，矽光源不僅能夠在低至4 開爾文的環境下工作，在亮度僅為室溫下1/1000 的情況下，仍可有效地開展通信。

研究配圖- 7：光電神經系統的層次結構

儘管諸如手機芯片之類仍需在室溫下工作，但這項新研究的技術理念，還是有助於讓將來的先進計算系統具有廣泛的實用性。

展望未來，研究團隊還打算探索更複雜的、與其它類型的超導電子電路集成的方案，並展示構成AI 認知系統的完整組件（包括突觸和神經元）。

當然，最終影響這項技術能否順利推出的關鍵，還是在於能否以合理的成本、實現大型系統的製造與運維。