Нобелівську премію з фізики присудили за нейромережі та машинне навчання

Шведська королівська академія наук оголосила лауреатів Нобелівської премії з фізики. У 2024 році ними стали Джон Гопфілд (John J. Hopfield) та Джеффрі Гінтон (Geoffrey E. Hinton) за фундаментальні відкриття та винаходи, що уможливили машинне навчання за допомогою штучних нейронних мереж. Лауреатів оголосили під час онлайн-трансляції на сайті Нобелівської премії.

Як відкриття науковців допомогло у створенні нейромереж?

Хоча комп’ютери не можуть мислити, машини тепер можуть імітувати такі функції, як пам’ять і навчання. Зробити це можливим допомогли Джон Гопфілд і Джеффрі Гінтон, використовуючи фундаментальні концепції та методи квантової та статистичної фізики, вони розробили технології, які використовують структури в нейромережах для обробки інформації. У таких нейромережах використовують вузли, кожен з яких має своє числове значення та взаємодіє з іншими вузлами через зв’язки, які стають сильнішими у процесі навчання мережі.
Джон Гопфілд у 1980-х роках створив структуру, яка може зберігати та реконструювати інформацію, подібно до асоціативної пам’яті в людей. Мережа Гопфілда заснована на наявності в елементарних частинок спіну, який обумовлює його магнітні властивості й енергію частинки. Використовуючи дані про вузол, мережа Гопфілда працює так, щоб знаходити зв’язки між вузлами з найменшою енергією та таким чином зберігати зображення. Коли ж їй надають неповні або спотворені зображення, мережа покроково оновлює збережені на вузлах дані, щоб відтворити нормальне зображення.Джеффрі Гінтон винайшов мережу, яка базується на принципі машини Больцмана. Вона може самостійно виявляти властивості наданих їй даних, тренуватися на прикладах і використовуватися для класифікації зображень або створення нових прикладів на основі того, чому вона навчилася. Це відкриття допомогло створити великі штучні нейронні мережі, які зараз активно використовують у різних галузях науки та повсякденному житті.

• Минулого року Нобелівську премію з фізики присудили П'єру Агостіні, Ференцу Краузу та Анн Л'Юйє за експериментальні методи, які дозволяють створювати аттосекундні імпульси світла для дослідження динаміки електронів у матерії.
• А 2022 року премію отримали Ален Аспе, Джон Клаузер та Антон Цайлінґер за дослідження квантової заплутаності, встановлене порушення нерівностей Белла та новаторство у квантовій інформатиці. Їхнє відкриття сприятиме створенню інформаційних технологій на основі квантових ефектів.
• У 2021 році премію розділили між двома значущими відкриттями. Половину отримали Шукуро Манабе і Клаус Хасельман за моделювання клімату Землі та глобального потепління, а іншу половину — Джорджіо Парісі за внесок у теорію складних систем завдяки дослідженню поведінки частинок у невпорядкованих матеріалах.
• 2020 року лауреатами премії стали Роджер Пенроуз, Райнхард Генцель та Андреа Гез за відкриття можливості формування чорних дір в рамках загальної теорії відносності та відкриття Стрільця A* — надмасивного компактного об’єкта в центрі нашої галактики.

Матеріали з сайту https://nauka.ua/