Et helt optisk neuralt netværk på en enkelt chip

Et team af forskere fra universitetet i Münster, University of Oxford og University of Exeter har bygget et helt optisk neuralt netværk på en enkelt chip. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur, gruppen beskriver deres chip, som ikke har optisk-til-elektronisk konvertering, og hvor godt det fungerede. Geoffrey Burr med IBM Research - Almaden har udgivet et nyheder og synspunkter, der diskuterer teamets arbejde i det samme journalnummer.

Moderne computere kører på elektricitet - det driver enheder og fungerer som et lagrings- og datamedium. Men i flere årtier, forskere har spekuleret på, om det måske er muligt at bruge lys som datamedium - knuste fotoner i stedet for elektroner. Ingeniører har mange forhindringer i forsøget på at oprette en sådan enhed, imidlertid, mest fremtrædende de flaskehalse, der opstår ved konvertering mellem optiske og elektriske systemer. I nyere tid, der har været en fornyet interesse for at bygge en optisk baseret computer - men nu, fokus er energibesparelse. Store moderne computere, der bruges til tunge applikationer, kræver meget elektricitet. Logik tyder på, at computere baseret på lys skal være mindre energikrævende, især fordi de ikke ville generere så meget varme, gør køleanlæg forældede. I denne nye indsats, forskerne har taget et skridt i retning af oprettelsen af ​​optisk baserede computere ved at bygge et helt optisk neuralt netværk på en enkelt chip.

Forskerne bemærkede, at en type computersystem syntes at være mest egnet til optik - dybe neurale netværk. Dette skyldes, at sådanne netværk er afhængige af kunstige neuroner med synaptiske forbindelser, der kan vægtes baseret på tidligere læringserfaringer. De bemærkede også, at krystallinske faseændringsmaterialer også kunne tjene et sådant formål. De er materialer, der oplever en strukturændring ved opvarmning - i dette tilfælde med en laser. Ved hjælp af et sådant materiale, holdet byggede en chip med fire neuroner forbundet med 60 synapser ved hjælp af bølgeledere til at styre informationsstrømmen repræsenteret af lys. Test viste, at chippen var i stand til at lære, genkende mønstre og udføre beregninger.

© 2019 Science X Network