要是您但愿不错往往碰面第四色官方网站，宽待标星保藏哦~

源头：内容编译自phys，谢谢。

现在最尖刻的机器学习应用所接受的深度神经收罗模子仍是变得如斯宽广和复杂，冲突了传统电子野心硬件的极限。

子硬件不错诳骗光进行机器学习野心，是一种速率更快、更节能的替代决策。然而，有些类型的神经收罗野心光子树立无法履行，需要使用片外电子树立或其他会影响速率和效果的期间。

经过十年的策划，麻省理工学院等机构的科学家拓荒出了一种新式光子芯片，不错克服这些破裂。他们展示了一种透顶集成的光子处理器，不错在芯片上以光学情势履行深度神经收罗的所相枢纽野心。

该策划发表在《当然光子学》杂志上。

该光学树立或者在不到半纳秒的时刻内完成机器学习分类任务的要道野心，同期终了逾越 92% 的准确率，其性能与传统硬件极端。

该芯片由酿成光学神经收罗的互连模块构成，接受生意代工工艺制造，可终了该期间的彭胀并将其集成到电子居品中。

从永恒来看，光子处理器不错终了更快、更节能的深度学习，适用于激光雷达、天文体和粒子物理学的科学策划或高速电信等野心条款高的应用。

“在很厚情况下，进犯的不单是是模子的发扬怎样，还有你能多快获得谜底。现在咱们有了一个端到端系统，不错在纳秒的时刻程序上运行光学神经收罗，咱们不错初始在更高的档次上念念考应用措施和算法，”电子策划实验室 (RLE) 量子光子学和东谈主工智能组的客座科学家、NTT Research， Inc. 的博士后 Saumil Bandyopadhyay 说谈，他是新芯片论文的主要作家。

与 Bandyopadhyay 一齐参与撰写论文的还有 Alexander Sludds 博士、资深作家、电气工程与野神思科学系锻练、量子光子学与东谈主工智能组及 RLE 首席策划员 Dirk Englund 等东谈主。

诳骗光进行机器学习

深度神经收罗由很多互相采集的节点层或神经元构成，这些节点层或神经元对输入数据进行操作以产生输出。深度神经收罗中的一个要道操作是使用线性代数进行矩阵乘法，这会在数据从一层传递到另一层时对其进行养息。

但除了这些线性运算除外，深度神经收罗还履行非线性运算，匡助模子学习更复杂的模式。非线性运算（如激活函数）使深度神经收罗或者惩处复杂问题。

2017 年，Englund 团队与 Marin Soljačić（塞西尔和艾达格林物理学锻练）实验室的策划东谈主员配合，在单个光子芯片上展示了一种光学神经收罗，不错用光进行矩阵乘法。

但其时该树立无法在芯片上进行非线性运算，必须将光学数据养息成电信号，再送到数字处理器进行非线性运算。

“光学中的非线性相配具有挑战性，因为光子之间并拦阻易互相作用。这使得触发光学非线性相配耗电，因此构建一个可彭胀的系统变得具有挑战性，”Bandyopadhyay 说明注解谈。

他们通过联想一种称为非线性光学功能单位（NOFU）的树立克服了这一挑战，该树立联接电子学和光学期间在芯片上终了非线性操作。

策划东谈主员诳骗三层履行线性和非线性运算的树立，在光子芯片上构建了光学深度神经收罗。

全面集成的收罗

最初，他们的系统将深度神经收罗的参数编码为光。然后，2017 年论文中演示的可编程分束器阵列对这些输入履行矩阵乘法。

随后，数据传送至可编程 NOFU，后者通过将极少清朗吸入光电二极管（光电二极管将光信号养息为电流）来终了非线性功能。这一历程无需外部放大器，况且耗尽的能量极少。

“咱们恒久处于光学领域，直到临了咱们想要读出谜底。这使咱们或者终了超低蔓延，”Bandyopadhyay 说谈。

终了如斯低的蔓延使他们或者有用地在芯片上历练深度神经收罗，这一历程称为原位历练，时时会耗尽数字硬件中的无数动力。

他说：“这关于在域内处理光信号的系统（如导航或电信）尤其有用，况且关于想要及时学习的系统也很有用。”

该光子系统在历练测试中终明晰逾越 96% 的准确率，在推理中终明晰逾越 92% 的准确率，这与传统硬件极端。此外，该芯片在不到半纳秒的时刻内完成要道野心。

恩格伦说：“这项责任标明，野心（其本色是输入到输出的映射）不错编译到线性和非线性物理的新架构上，从而终了从根柢上不同的野心缩放定律与所需责任量。”

扫数电路的制造接受了与分娩 CMOS 野神思芯片交流的基础设施和代工工艺。这使得芯片或者大范围分娩，接受经过考证的期间，在制造历程中着实不会出现任何无理。

Bandyopadhyay 示意，扩大树立范围并将其与录像头或电信系统等实践天下的电子树立集成将是夙昔责任的重心。此外，策划东谈主员但愿探索或者诳骗光学上风的算法，以更快、更节能的情势历练系统。

https://phys.org/news/2024-12-photonic-processor-enable-ultrafast-ai.html

半导体佳构公众号推选

专注半导体领域更多原创内容

怜惜大师半导体产业动向与趋势

*免责声明：本文由作家原创。著作内容系作家个东谈主不雅点，半导体行业不雅察转载仅为了传达一种不同的不雅点，不代表半导体行业不雅察对该不雅点赞同或守旧，要是有任何异议，宽待相干半导体行业不雅察。

今天是《半导体行业不雅察》为您共享的第3967期内容，宽待怜惜。

『半导体第一垂直媒体』

及时 专科 原创 深度

公众号ID：icbank

可爱咱们的内容就点“在看”共享给小伙伴哦