在科研探索的征程中，我國高校不斷傳來令人振奮的消息。天津大學(xué)與上海交通大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)分別在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理和量子干涉技術(shù)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展注入了新的活力。

天津大學(xué)人工智能學(xué)院的于強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)，攜手國際科研人員，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理機(jī)制研究方面實(shí)現(xiàn)了重大跨越。該研究將目光聚焦于大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分——突觸。在人類大腦里，數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元依靠突觸這一連接點(diǎn)，以脈沖的形式傳遞和處理信息，這種工作機(jī)制為人工智能領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要啟示。

突觸具有兩種關(guān)鍵的調(diào)節(jié)能力。“長時(shí)可塑性”使得突觸的連接強(qiáng)度能夠長期增強(qiáng)或減弱，這被認(rèn)為是形成長期記憶的基礎(chǔ)；而“短時(shí)可塑性”則賦予了突觸在極短時(shí)間內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)信號(hào)強(qiáng)度的能力。然而，這兩種能力如何協(xié)同工作，共同影響大腦的學(xué)習(xí)和信息處理效率，此前一直是科學(xué)界未解的難題。

針對(duì)這一難題，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了突觸計(jì)算與學(xué)習(xí)理論模型。通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)“長時(shí)可塑性”作用于“短時(shí)可塑性”時(shí)，大腦能夠?qū)r(shí)間序列上的信息轉(zhuǎn)化為空間上的表達(dá)模式。這一機(jī)制極大地增強(qiáng)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶容量、抗干擾能力以及對(duì)復(fù)雜時(shí)空信息的識(shí)別能力。該模型在小鼠與人類大腦皮層突觸電生理觀測(cè)中得到了驗(yàn)證，展現(xiàn)出高度的生物合理性。

于強(qiáng)教授形象地比喻道：“這項(xiàng)研究就像是我們找到了大腦在處理信息時(shí)的‘協(xié)作密碼’。它不僅解釋了大腦處理信息的底層邏輯，也為開發(fā)可解釋、可通用的下一代人工智能方法提供了重要支撐。”

與此同時(shí)，上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)在量子干涉技術(shù)與量子精密測(cè)量領(lǐng)域也取得了重大突破。由講席教授張衛(wèi)平與助理研究員包谷之等組成的團(tuán)隊(duì)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種全新的干涉架構(gòu)——“量子孿生干涉儀”，將該團(tuán)隊(duì)一直保持的量子關(guān)聯(lián)干涉儀相位測(cè)量信噪比的國際紀(jì)錄再次提升了三個(gè)數(shù)量級(jí)，相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

目前，主流的量子干涉相位測(cè)量采用平衡零拍探測(cè)原理。但在平衡零拍探測(cè)中，干涉兩臂光強(qiáng)處于極端不平衡狀態(tài)，這成為了相位測(cè)量靈敏度的探測(cè)瓶頸。為了突破這一局限，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了互為糾纏的“量子孿生干涉儀”，取代現(xiàn)有的平衡零拍探測(cè)。

基于并行配置的雙對(duì)孿生糾纏光束，團(tuán)隊(duì)建立了量子關(guān)聯(lián)干涉與糾纏探測(cè)協(xié)同的相位測(cè)量新范式。這一成果成為量子計(jì)量學(xué)向前邁進(jìn)的又一重要里程碑，為量子精密測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展開辟了新的道路。