物理学の進歩により、AIの記憶力と学習能力が向上する可能性がある(Physics advance could improve how AI remembers and learns)

2026-09-11 スタンフォード大学

スタンフォード大学主導の研究チームは、原子と光子からなる新しい「量子光学スピングラス」を実現し、AIの連想記憶に応用できることを実証した。スピングラスは、スピンが無秩序な状態で固定される複雑な磁気系で、従来から記憶パターンの保存・想起を説明するモデルに利用されてきた。研究では、極低温の原子ガスを光共振器内に閉じ込め、光子を介して原子間の相互作用を形成。部分的・劣化した情報から完全な記憶を復元する連想記憶として動作させた。その結果、同じスピン数の従来型Hopfieldネットワークに比べ、最大7倍の記憶容量を示した。また、光子によって原子間の結合が変化する短期可塑性も観測された。現段階は小規模な原理実証だが、将来的には少ない資源でAIの学習・記憶を実現するハードウェアにつながる可能性がある。

物理学の進歩により、AIの記憶力と学習能力が向上する可能性がある(Physics advance could improve how AI remembers and learns)
Physicists built this apparatus to create a new spin glass out of atoms and photons. | Benjamin Lev

<関連情報>

量子光学スピングラスにおける高容量連想メモリ High-capacity associative memory in a quantum-optical spin glass

Brendan P. Marsh, David Atri Schuller, Yunpeng Ji, Henry S. Hunt, […] , and Benjamin L. Lev
Science  Published:3 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.aec3917

Abstract

The Hopfield neural network stores memories using all-to-all-coupled spins and recalls those memories through equilibrium dynamics. Storing too many hampers recall because frustration causes an exponential number of spurious patterns to arise as the network becomes a spin glass. Despite this, memory recall can be restored, and even enhanced, under quantum-optical nonequilibrium dynamics because spurious patterns can now serve as reliable memories. We experimentally observe associative memory with high storage capacity in a driven-dissipative spin glass made of atoms and photons. The capacity surpasses that of the Hopfield model under Hebbian learning by up to seven-fold in a sixteen-spin network. Atomic motion boosts capacity by dynamically modifying connectivity akin to short-term synaptic plasticity in neural networks, realizing a precursor to learning in a quantum-optical system.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました