Intel、ニューロモーフィックプロセッサ「Loihi」と49QuBit量子チップ「Tangle Lake」を発表

• インテルは、ニューロモーフィックおよび 49 量子ビットの超伝導量子プロセッサ (コード名:Tangle Lake) を開発します。 
• ニューロモーフィック (コード名 Loihi) は、脳の機能にヒントを得た新しいコンピューティング アプローチであり、機械学習をより効果的にすることができます。 
• インテルのロードマップは、5～7 年以内に 1,000 量子ビットのシステムを達成できることを示唆しています。   

インテルは、2018 Consumer Electronics Show (CES) で 2 つの主要な発表を行いました。これらは、顧客を支援し、従来のコンピューターでは到達できない問題を解決できる可能性があります。 Intel CEO の Brian Krzanich は 2 つのプロセッサを紹介しました。1 つは量子コンピューティングを進歩させ、もう 1 つはニューロモーフィック コンピューティングを処理します。

彼は、ニューロモーフィック コンピューティング プロセッサの進歩を示しました。これは、機械学習をより効率的にするために脳の基本動作を模倣する、コードネーム「ロイヒ」という自己学習チップです。

もう 1 つのプロセッサは、コード名「Tangle Lake」と呼ばれる 49 量子ビットの超伝導量子テスト チップです。ご存じないかもしれませんが、この名前はアラスカに連なる湖にちなんで付けられており、量子プロセッサが機能するには極度の低温が必要であることを意味しています。

インテルは、新しい特殊なアーキテクチャーを使用して、飛躍的に増大するコンピューティング パフォーマンスの需要を推進しようとしています。これら 2 つのアーキテクチャと関連する研究について詳しく説明しましょう。

ロイヒ – 脳を模倣するプロセッサ

インテルの CEO は、脳の機能にヒントを得た新しいコンピューティング アプローチであるニューロモーフィック コンピューティングで同社が行った研究を紹介しました。人工知能と機械学習をより効率的にするために、Loihi は単一のプロセッサ上でトレーニングと推論を統合します。

動物や人間の脳と同じように、ロイヒはニューロンを接続して集合させ、ニューロン間の接続を変化させます。 Loihi が提供するのは、ネットワークを開発し、データを入力する機能です。その後、学習を進めながらネットワークを変更し、オンライン、エッジ、低消費電力など、結果がどうなるかを教えてくれます。

機能

• 完全に非同期のニューロモーフィック メッシュは、さまざまな階層型、スパース型、リカレント型のニューラル ネットワーク トポロジをサポートしており、各ニューロンが他の数千のニューロンと通信できます。
• 各コアには、ネットワーク パラメータを動的に適応させるようにプログラムできる学習エンジンがあり、強化、教師あり、教師なし学習アプローチをサポートします。
• 合計 13 万個のニューロンと 1 億 3,000 万個のシナプスが 14 ナノメートルのプロセス テクノロジーで製造されています。
• 制約充足、動的パターン学習、パス プランニング、辞書学習、スパース コーディングなどの問題に対して高効率な多数のアルゴリズムの開発とテスト

自己学習型ニューロモーフィック研究チップ

このプロセッサは、成長を続けるリアルタイム環境で実世界の情報を処理する必要があるあらゆる場所で使用できます。たとえば、よりスマートなセキュリティ カメラ、拡張現実/複合現実デバイス、自動運転車のリアルタイム通信を可能にするのに十分な機能を備えています。

現時点では、インテルは完全に機能するニューロモーフィック研究プロセッサを備えており、2018 年の第 2 四半期の終わりまでに、このプロトタイプを（より複雑な問題やデータ構造に適用しながら）主要な研究機関と共有することを目指しています。

Tangle Lake – 超伝導量子テスト チップ

2017 年 10 月、インテルは高度なパッケージングを備えた 17 量子ビットの超伝導チップを納入しました。そしてわずか 3 か月後の現在、制御エレクトロニクスからアルゴリズムに至るまで、完全に機能するコンピューティング システムを開発するという目標に向けた目覚ましい進歩を示す 49 量子ビットの量子テスト チップを発表しました。

商業的な関連性を実現するには、おそらく 100 万量子ビット以上が必要になるでしょう。量子コンピューティングは、財務モデリング、医薬品開発、気候予測など、通常は今日の最も強力なスーパーコンピューターを使って解決するのに数か月かかる問題を解決します。

49 量子ビット量子コンピューティング テスト チップ

量子ビット アーキテクチャには超伝導金属のループが含まれており、機能するには 20 ミリケルビン近くの極低温が必要です。

ここ数年、大手テクノロジー企業間の量子コンピューター開発競争は非常に興味深いものになっています。 2017 年 11 月、IBM の科学者は、50 量子ビットの量子チップのプロトタイプを開発したと発表しました。同年、Googleは49量子ビットの超伝導量子チップを構築するという目標について語った。しかし、本格的な量子マシンを開発するまでには、まだ長い道のりがかかるだろう。 Intel のロードマップは、5 ～ 7 年以内に 1,000 量子ビット システムを達成できることを示唆しています。

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インテルはシリコン内のスピン量子ビットの研究にも多額の投資を行っている。これらは超伝導量子ビットよりもはるかに小さいため、スケーリング上の利点がある可能性があります。基本的に、スピン量子ビットは単電子トランジスタに似ています -=従来のトランジスタに似ています - 同等の技術で製造できるものです。これまでのところ、インテルは 300 ミリメートル プロセス テクノロジーに基づいたスピン量子ビット製造フローを開発しました。

ニューロモーフィック コンピューティングも量子コンピューティングも汎用コンピュータに取って代わるものではありませんが、汎用コンピュータを強化すると考えられています。