光線可以通過彼此交互來執(zhí)行計算。
人工神經網(wǎng)絡,從人類大腦獲得靈感的計算機算法,已經表現(xiàn)出奇特的功能,例如檢測謊言,識別面孔和預測心臟病發(fā)作。但大多數(shù)計算機無法有效地獨立運行他們自己。現(xiàn)在,一個工程師團隊設計了一個使用光束模擬神經元的計算機芯片。這樣的“光學神經網(wǎng)絡”可以使所謂的深度學習(從虛擬助手到語言翻譯器)的應用更快更有效率。
大多數(shù)計算機通過使用一系列晶體管,允許電通過或不通過的門工作。說白了就是咱們現(xiàn)在使用的一切電子智能系統(tǒng)其實都是在電的作用下工作的,沒有電白給都不要。但幾十年前,物理學家意識到,光可能會使某些過程更有效率:例如構建神經網(wǎng)絡。這是因為光波可以并行運行和交互,從而允許它們同時執(zhí)行大量的功能。科學家們已經使用光學設備建立簡單的神經網(wǎng)絡,但這些設置需要桌面充滿敏感的感應器和鏡頭。多年來,光子處理被視為不切實際。
動物神經元
現(xiàn)在,劍橋麻省理工學院麻省理工學院(MIT)的研究人員已經把大部分設備集中到了幾毫米的微芯片上。
新芯片由硅制成,它模擬了四個“四層”中的16個神經元網(wǎng)絡。數(shù)據(jù)以激光束的形式進入芯片,分成四個較小的光束。每個進入光束的亮度表示不同的數(shù)量或信息片段,并且每個退出光束的亮度表示新的數(shù)字,在信息被處理之后的“解決方案”。在兩者之間,光的交叉路徑以相互作用的方式可以放大或削弱其各自的強度,光波浪相互交叉時可以相加或相減。這些交叉點模擬了基于連接強度可以增強或抑制大腦中一個神經元到另一個神經元信號的方式。光束也通過進一步調整其強度的模擬神經元。
光學計算是有效的,因為一旦產生光線,它們就會自行進行并相互作用。您可以引導他們 :晶體管需要電力來操作。
“它使用硅光子學,這是在芯片上進行光學的新平臺。” “因為它使用硅,它的潛在成本很低。他們能夠使用現(xiàn)有的制造廠來擴大規(guī)模。“
一旦系統(tǒng)包含更多的神經元和扭結,就可以提供數(shù)據(jù)中心,比如自主汽車,電子產品和國家安全服務,神經網(wǎng)絡比現(xiàn)有設備更快的數(shù)量級,同時使用數(shù)量級更小的功率。這些產品現(xiàn)在正在準備運用到現(xiàn)實生活中,不久的明天也許我們就看到了。