Bevæg dig mod hellig databehandling ved at oprette hjernelignende fotoniske mikrochips

Forskere har taget et afgørende skridt i retning af at låse op for "hellig gral" i computing - mikrochips, der efterligner den måde, den menneskelige hjerne arbejder på for at lagre og behandle information.

Et forskerhold, herunder professor C. David Wright fra University of Exeter, har gjort et banebrydende gennembrud ved at udvikle fotoniske computerchips - der bruger lys frem for elektricitet - der efterligner den måde, hjernens synapser fungerer på.

Arbejdet, udført af forskere fra Oxford, Münster og Exeter universiteter, kombinerede faseændringsmaterialer-almindeligt forekommende i husholdningsartikler, såsom omskrivbare optiske diske-med specialdesignede integrerede fotoniske kredsløb til at levere et biologisk lignende synaptisk respons.

Vigtigt, deres fotoniske synapser kan fungere med tusind gange hurtigere hastigheder end den menneskelige hjerne. Teamet mener, at forskningen kunne bane vejen for en ny computeralder, hvor maskiner arbejder og tænker på samme måde som den menneskelige hjerne, samtidig med at man udnytter hastigheden og energieffektiviteten i fotoniske systemer.

Forskningen er publiceret i Videnskab fremskridt på onsdag, 27. september 2017.

Professor Harish Bhaskaran fra Oxford University, og som ledede teamet, sagde:"Udviklingen af ​​computere, der fungerer mere som den menneskelige hjerne, har været en hellig gral af forskere i årtier. Via et netværk af neuroner og synapser kan hjernen behandle og lagre enorme mængder af information samtidigt, bruger kun få snesevis af watt. Konventionelle computere kan ikke komme i nærheden af ​​denne form for ydelse. "

Professor C David Wright, medforfatter fra University of Exeter, forklarede også:"Elektroniske computere er relativt langsomme, og jo hurtigere vi gør dem, jo ​​mere strøm forbruger de. Konventionelle computere er også temmelig 'dumme', uden nogen af ​​de indbyggede lærings- og parallelle bearbejdningsmuligheder i den menneskelige hjerne. Vi tackler begge disse spørgsmål her - ikke kun ved at udvikle ikke kun nye hjernelignende computerarkitekturer, men også ved at arbejde i det optiske domæne for at udnytte de enorme hastigheds- og effektfordele ved den kommende siliciumfotoniske revolution. "

Professor Wolfram Pernice, en medforfatter af papiret fra universitetet i Münster tilføjede:"Da synapser er flere end neuroner i hjernen med omkring 10, 000 til 1, enhver hjernelignende computer skal være i stand til at replikere en eller anden form for synaptisk efterligning. Det er det, vi har gjort her. "

'On-chip fotonisk synapse' af Zengguang Cheng, Carlos Rios, Wolfram Pernice, C David Wright og Harish Bhaskaran er udgivet i Videnskab fremskridt .