Поделиться
Создан оптический чип, «работающий со скоростью света». Он должен стать дешевой заменой графическим процессорам для ИИ
Графические чипы для ИИ-систем в ближайшем будущем могут заменить на оптические тензорные вычислители, такие как созданный в Финляндии. Он работает намного быстрее и тратит значительно меньше энергии.
Вычисления со скоростью света
В университете Аалто (Финляндия) финские и китайские ученые создали чип, который позволяет проводить вычисления «со скоростью света» и с минимальными расходами энергии, пишет ТАСС, ссылаясь на представителей университета.
Оптический чип работает на основе тензоров — специальных векторных математических объектов. Благодаря новому подходу «вычисления ведутся при помощи фотонов и со скоростью света», выразился научный сотрудник университета Аалто Чжан Юйфэн.
Вычислитель представляет собой набор из лазеров, линз, пространственных и фазовых модуляторов света. Для его создания не требуется специализированное оборудование и особые условия.
Использование этой разработки значительно ускорит и удешевит развитие ИИ. Такую форму фотонных вычислений можно реализовать фактически на любой аппаратной платформе, которые сейчас разрабатываются в мире, что позволит значительно удешевить разработку ИИ и сделать его более энергоэффективным уже в ближайшем будущем, сказали исследователи.
Замена графическим чипам
Новый подход позволяет проводить те же операции, которые производят существующие графические чипы, но быстрее. Ученые использовали свойства света, чтобы производить многие вычислительные операции одновременно.
Математические матрицы сначала кодируются в фазовых и амплитудных характеристиках лазерных лучей. После чего содержащие эти сведения лучи особым образом взаимодействуют друг с другом. В результате этого формируется еще один поток частиц света, содержащий в себе результат перемножения матриц и тензорных вычислений, который считывается при помощи обычного фотосенсора.
Для теста физики использовали тензорный вычислитель для обучения ИИ распознаванию изображений и сравнили результаты с полученными при помощи классических графических процессоров. Так они подтвердили работоспособность новой системы и то, что она расходует значительно меньше энергии, чем классические электронные чипы.
Фотонные компьютеры будущего
В последние годы темпы развития полупроводниковой электроники значительно замедлились, так как транзисторы по размерам уже приближаются к атомам. Исследователи всего мира вступили в квантовую гонку, в которой участвуют четыре ключевых платформы: сверхпроводники, ионы, нейтральные атомы и фотоны.
Фотоны могут поддерживать стабильные квантовые состояния при комнатной температуре. Это свойство позволяет снизить затраты энергии в сравнении с другими типами квантовых компьютеров, кубиты в которых очень чувствительны к внешним воздействиям и легко теряют свою суперпозицию.
В октябре 2024 г. ученые из тайваньского университета NTHU заявили, что им удалось создать квантовый компьютер размером с обычный системный блок, в котором для вычислений используется одиночный фотон.
В ноябре 2025 г. CNews писал, что в России создан сверхчувствительный детектор, способный обнаруживать отдельные фотоны с эффективностью до 98%. Такой устройство позволяет детектировать отдельные кванты света с рекордной эффективностью, временным разрешением и низким уровнем ложных срабатываний, что необходимо для создания фотонных квантовых процессоров, систем квантовой криптографии и биомедицинской визуализации.
Короткая ссылка
