凝聚态物理 > 超导性
[提交于 2025年4月3日
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标题: 在超导突触结构中以皮秒时间尺度学习动力学
标题: Learning dynamics on the picosecond timescale in a superconducting synapse structure
摘要: 传统人工智能(AI)系统在训练时间和能耗方面遇到了限制。遵循人脑的原理,使用无监督学习训练的尖峰神经网络提供了一种更快、更节能的替代方案。然而,在此类方案中,尖峰、学习和遗忘的动力学变得更加复杂。在这里,我们研究了学习突触的一种超导电子实现,并对其尖峰动力学进行了实验测量。通过用超导神经元脉冲系统,我们展示了超导电感器能够动态保持突触权重,并由于学习和遗忘而更新。通过减慢突触后脉冲到达时间,可以停止学习,这与基于尖峰时间依赖可塑性的范式一致。我们发现电路仿真结果与实验结果非常吻合,并通过拟合脉冲频率的开启时间,确认了 16.1 ± 1 ps 的学习时间。突触学习部分的功耗小于每次学习事件一个阿托焦耳。这使得极快且节能的学习处理器成为可能。
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