В корпорации Intel Анне Мацуура является директором отдела квантовых и молекулярных технологий, а Майк Дэвис - директором лаборатории нейроморфных вычислений. Они занимаются изучением методов создания компьютеров, способных производить вычисления в области, близкой к человеческому мышлению с одновременной обработкой данных. Такие вычисления скорее похожи на рассуждения на основе инструкций, как это делают современные компьютеры. Либо в единичном, построчном вычислении, по одной задаче за раз, процессе сегодняшних компьютеров. Авторы назвали эти исследования "Neuromorphic and Quantum Computing".

На пресс-релизе и мероприятии Intel Labs, Intel Innovations 2022 ученые собираются представить эти революционные технологии. На мероприятии будет продемонстрирован набор для разработки квантового программного обеспечения (SDK) и нейроморфный исследовательский чип Loihi, а также вспомогательные платформы и модули.

Квантовый SDK

Анна Мацуура занимается созданием компьютеров, с программным обеспечением совершенно иного типа. Квантовые машины используют кубиты вместо бинарных элементов, называемых битами, которые мы используем в классических компьютерах. Квантовый компьютер рассматривает одновременные действия, в то время как цифровые компьютеры видят только две переменные. Например, цифровой компьютер видит у монеты только одну сторону: это либо "орел", либо "решка", а квантовый видит одновременно обе стороны, так же, как и человек.

Для работы такого компьютера необходимо специализированное программное обеспечение. Поскольку число квантовых машин относительно невелико, quantum SDK разработан как платформа для моделирования на базе обычных цифровых компьютеров. SDK использует квантовую среду, оптимизированную для выполнения гибридных квантово-классических алгоритмов. Это означает, что квантовые одновременные вычисления могут быть смоделированы в реальном времени для таких алгоритмов, как например, финансовое моделирование.

Целью Quantum SDK в его бета-версии является развитие науки, лежащей в основе квантовых вычислений, создание новых моделей программного обеспечения, которые могут использовать квантовый процесс. В конечном итоге планируется разработать устройства, использующие программное обеспечение для квантовых компьютеров. Это гигантский скачок к созданию вычислительной техники, способной воспринимать мир не линейно, а целостно.

Лаборатории нейроморфных вычислений 

Майк Дэвис возглавляет работу по созданию интуитивной системы нейроморфных вычислений с помощью исследовательского чипа Loihi 2 второго поколения. Loihi 2 — это нейрочип, использующий программную основу Lava с открытым исходным кодом. Нейронные микросхемы разработаны для имитации мыслительного процесса в мозге, подобно нейронам и синапсам, выполняющим миллионы вычислений в секунду. 

Модель Loihi 2 поддерживает совместную работу нескольких экземпляров, при этом в одном модуле можно задействовать сразу четыре чипа. Такие модули могут быть установлены последовательно и представлять собой десятки взаимосвязанных групп, создавая экосистему, имитирующую интуитивную структуру тысяч алгоритмов. В результате была разработана платформа Kapoho Point, представляющая собой восьмичиповую двухстороннюю (по 4 чипа с каждой стороны) систему Loihi 2.

 Такие платформы были разосланы членам сообщества, участвующим в эксперименте. Одной из первых таких организаций стал Исследовательская лаборатория ВВС. При решении задач по оптимизации новые технологии показали поразительные результаты. Kapoho Point  способны решать задачи, содержащие до восьми миллионов переменных, при этом их скорость в десятки раз выше, чем у других нейронных систем, а расход энергии в 1 000 раз ниже. В результате система ИИ может выполнять выбор умозаключений в вычислениях со скоростью, имитирующей мозговые волны.

Исследовательские команды

Исследовательские группы насчитывают в общей сложности более 700 научных сотрудников, 500 докторов наук, 100+ главных инженеров и стипендиатов, а также 30+ представителей технических дисциплин. Исследования начались пять лет назад и продолжаются до сих пор. 

Источники:  Intel Innovations 2022
1. (https://www.intel.com/content/www/us/en/support/ru-banner-inside.html)