Оптическую нейросеть «упрятали» в крошечный чип

Американским и канадским инженерам удалось создать чип размером в несколько миллиметров, который действует как оптическая нейронная сеть и может значительно ускорить работу компьютеров. Об устройстве чипа ученые рассказали в журнале Nature Photonics.

Идеи о том, что вместо электрического тока, который используют транзисторы, для вычислений можно применять свет, появились давно, однако первые конструкции требовали сложной и хрупкой системы зеркал и линз. Имитирующие работу мозга искусственные нейронные сети, в том числе оптические нейросети, в которых нейроны «заменяют» импульсы света, также используются достаточно широко.

Авторы исследования смогли уместить все необходимые компоненты оптической нейронной сети в небольшой чип размером в несколько миллиметров. Он состоит из 16 «нейронов», расположенных в четырех слоях. Данные поступают в чип в виде четырех лазерных лучей, яркость которых можно регулировать. Она меняется и в процессе вычислений, при прохождении луча от одного «нейрона» сети к другому.

Исследователи протестировали чип на практической задаче — распознавании гласных звуков. Обычные компьютеры справлялись с заданием довольно легко, они давали верные ответы в 92% случаев. Устройства с разработанным инженерами чипом давали 77% правильных ответов.

Разницу авторы исследования объясняют меньшим разрешением и обещают, что показатели улучшатся по мере усовершенствования чипа. Также они отмечают, что их устройство работает быстрее и оно экономичнее, чем компьютеры привычной конструкции.