新的光子計算機誕生

根據《自然》雜誌報導,包括國家科學研究所(INRS)的羅伯托·莫蘭多蒂教授在內的一個國際研究團隊剛剛推出了一種新的光子計算機,它可能會給人工智能帶來革命性的變化。人工神經網絡是由多層相互連接的人工神經元組成的網絡,在機器學習方面例如語音識別和醫學診斷中具有重要的應用價值。

不過實際上,電子計算硬件早就已經接近能力的極限,然而需要更多計算能力需求的人類卻在不斷地增長,因此研究人員現今轉而利用光子而不是電子來以光速攜帶訊息。

具有超高運算的速度

光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、訊息儲存和處理的新型計算機。它由雷射、光學反射鏡、透鏡、濾波器等光學元件和設備所構成,依靠雷射光束進入反射鏡和透鏡組成的陣列進行訊息處理,以光子代替電子,光運算代替電運算。光的並行、高速讓光子計算機,具有超高運算的速度,且還可以與人腦相似的容錯性,當系統中某一元件損壞或出錯時,並不會影響最終的計算結果,隨著現代光學與計算機技術、微電子技術相結合,在不久的將來,光子計算機將成為人類普遍的工具。

以每秒10萬億次以上的速度運作

事實上,不僅光子處理訊息的速度比電子快得多,且它們還是當前互聯網的基礎,不過避免所謂的電子瓶頸(光信號轉換為電子信號)是很重要的。羅伯托·莫蘭多蒂教授領導的研究團隊發明的光學神經網絡能夠以每秒10萬億次以上的超高運算速度識別處理大規模數據及圖像,而羅伯托·莫蘭多蒂教授特別解釋了一個光學頻率(一種由許多等間距頻率模式組成的光源)是如何集成到一個計算機芯片當中並作為光計算的節能源被使用的。

這個設備執行一種矩陣-向量乘法,稱為圖像處理應用程序。它為大數據機器進行學習任務,例如在攝影機中識別人臉或臨床實驗中掃描識別應用中的病徵,這讓整個人工智能又重現了一絲希望,羅伯托·莫蘭多蒂教授的方法具有可擴展性和可培訓性,可用在更複雜的網絡,甚至用於無人駕駛汽車當中,或許在不遠的將來,可以與即將到來的互聯網完全結合發揮最大效用。

圖片來源:ek21

資料來源:Institut national de la recherche scientifique – INRS(2021,January 11).Sciencedaily

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