High-capacity associative memory in a quantum-optical spin glass

Недавно команда американских ученых под руководством Бенджамина Л. Лева сообщила о высокоёмкой ассоциативной памяти в квантово-оптическом спиновом стекле. Соответствующая статья была опубликована в журнале Science 3 сентября 2026 года.

Нейронная сеть Хопфилда хранит воспоминания с помощью полностью связанных спинов и извлекает их посредством равновесной динамики. Хранение слишком большого числа воспоминаний препятствует их извлечению, поскольку фрустрация приводит к появлению экспоненциально большого числа ложных паттернов, превращая сеть в спиновое стекло. Тем не менее, в условиях неравновесной квантово-оптической динамики извлечение памяти может восстанавливаться и даже усиливаться, поскольку в этом случае ложные паттерны могут служить надёжными воспоминаниями.

Исследовательская группа экспериментально наблюдала ассоциативную память с высокой ёмкостью хранения в диссипативном спиновом стекле с накачкой, состоящем из атомов и фотонов. В сети из 16 спинов эта ёмкость до семи раз превышает таковую у модели Хопфилда с обучением по Хеббу. Движение атомов повышает ёмкость за счёт динамического изменения связности, аналогично краткосрочной синаптической пластичности в нейронных сетях, что реализует предшественник механизма обучения в квантово-оптических системах.