混合人工智能架构可以将神经形态系统转变为可靠的发现机器。

基于ON-OFF神经元的高阶伊辛机架构。图片来源Nature Communications(2026)。DOI10.1038/s41467-026-71937-4来源https://techxplore.com/news/2026-05-hybrid-ai-architecture-neuromorphic-reliable.html主导世界的AI机器可以分为三大类推理机器、学习机器和发现机器。圣路易斯华盛顿大学的研究人员正在攻克其中最为罕见的一类机器。一项新研究指出构建发现机器的方法可能更优。这项研究由圣路易斯华盛顿大学麦凯尔维工程学院的克利福德·W·墨菲教授兼研究副院长沙塔努·查克拉巴蒂Shantanu Chakrabartty领导。这项研究现已发表在《自然通讯》上它建立在之前关于建立混合系统架构的研究之上该架构采用以人类神经生物学功能为模型的“神经形态”架构并结合利用量子力学来寻找复杂问题的最佳解决方案的系统。Chakrabartty表示研究表明这些机器能够持续地生产出具有高可靠性和具有竞争力的解决方案并且解决方案的交付时间指标也具有竞争力。要理解新系统的工作原理请回顾一下这三种不同类型的机器。推理机是最常见、最容易理解的例如ChatGPT 就可以作为推理机使用。如果你让大型语言模型 (LLM) 解魔方该 LLM 已经接受过解决该问题的精确步骤训练可以在几秒钟内提供指令。现在想象一下没有人训练过机器这些步骤用户却希望它“学习”所有可能的解魔方步骤。这需要一台学习型机器。但更复杂的问题需要更复杂的计算这需要更多的能源和时间。计算机和系统工程师在制造这类机器方面也取得了长足的进步。第三类机器即发现机器才是真正困难的。想象一下一台机器不仅能找到某个谜题的所有可能解还能找到最快、最优的解即便涉及数万亿个因素。这类机器需要运用随机性的力量。查克拉巴蒂的最新研究实际上提供了一种制造具备这种强大能力的人工智能机器的方案。他表示这些机器旨在“大海捞针”而且保证成功。他的团队开发的发现机器公式可以归结为一种混合系统该系统结合了受神经形态启发的自编码和福勒-诺德海姆退火算法后者是一种借鉴自量子力学的工具。“这是你需要的两个要素”查克拉巴蒂说。“它足够通用可以应用于任何复杂问题。”自编码器是一种压缩大量数据流的技术。利用压缩后的数据机器可以进行模式预测并不断重复压缩过程直到预测准确为止。Fowler-Nordheim退火算法是一种生成噪声和随机性的方法它使计算机能够“隧道式”地直接找到最优解。研究人员发现与传统的计算方法相比这种方法最大的优势就在于此。查克拉巴蒂表示新型计算机芯片支持模拟退火技术这是一种量子计算方法它能更直接地利用量子力学原理帮助研究人员获得“灵光乍现”的时刻。借助他们构建的混合系统他的团队可以调整发现机器以获得结果。团队合作才能让机器运转起来。查克拉巴蒂及其团队与世界各地的合作者通过神经形态工程研究所开展这项研究并参与了诸如科罗拉多州特柳赖德神经形态人工智能研讨会和印度班加罗尔神经形态工程研讨会等年度头脑风暴活动。该研究的合作者来自印度科学研究所、德国海德堡大学、约翰·霍普金斯大学和加州大学圣克鲁兹分校。查克拉巴蒂的博士生法伊克·阿赫桑是该论文的第一作者他一直在研究“发现”过程的突触起源。多年来该团队一直尝试使用一种名为伊辛模型的标准测试来解决更高阶的挑战。即使是神经网络也觉得伊辛模型难以求解因此他们提出了一个想法用量子力学的少量知识来增强下一代人工智能模型。但还有另一个好处。所提出的架构与以往的高阶伊辛模型在收敛性保证方面也存在差异。这意味着无论机器需要六个月还是一年才能找到答案最终都会得到答案。而对于某些超级计算机而言如果研究人员一开始就没能正确理解提示他们可能白白等待一年。“这让我想起了《银河系漫游指南》里的超级计算机‘深思’”查克拉巴蒂说。“它被问到‘生命、宇宙以及一切的答案是什么’结果花了数百万年才给出答案‘42’这让它的创造者们非常懊恼。但团队混合系统中涌现出的探索机器不会出现这种情况。”“这类机器能给你这种保证”他说。“六个月后就会出现有用的东西。”阅读最新前沿科技趋势报告请访问21世纪关键技术研究院的“未来知识库”未来知识库是“21世纪关键技术研究院”建立的在线知识库平台收藏的资料范围包括人工智能、脑科学、互联网、超级智能数智大脑、能源、军事、经济、人类风险等等领域的前沿进展与未来趋势。目前拥有超过8000篇重要资料。每周更新不少于100篇世界范围最新研究资料。欢迎扫描二维码或访问https://wx.zsxq.com/group/454854145828进入。截止到2月28日 ”未来知识库”精选的百部前沿科技趋势报告加入未来知识库全部资料免费阅读和下载牛津未来研究院 《将人工智能安全视为全球公共产品的影响、挑战与研究重点》麦肯锡超级智能机构赋能人们释放人工智能的全部潜力AAAI 2025 关于人工智能研究未来研究报告斯坦福2025 斯坦福新兴技术评论十项关键技术及其政策影响分析报告191 页壳牌2025 能源安全远景报告能源与人工智能57 页盖洛普 牛津幸福研究中心2025 年世界幸福报告260 页Schwab 2025 未来共生以集体社会创新破解重大社会挑战研究报告36 页IMD2024 年全球数字竞争力排名报告跨越数字鸿沟人才培养与数字法治是关键214 页DS 系列专题DeepSeek 技术溯源及前沿探索50 页 ppt联合国人居署2024 全球城市负责任人工智能评估报告利用 AI 构建以人为本的智慧城市86 页TechUK2025 全球复杂多变背景下的英国科技产业战略韧性与增长路径研究报告52 页NAVEX Global2024 年十大风险与合规趋势报告42 页《具身物理交互在机器人 - 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