Sử dụng cấu trúc quang tử cho AI
Diệu Huyền
21/01/2021
KH&CN nước ngoài
KH&CN quốc tế
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã thành công trong việc sử dụng bộ xử lý quang tử cho các ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Kết quả thực nghiệm cho thấy các thiết bị này có thể xử lý thông tin nhanh chóng và song song, điều mà các chip điện tử ngày nay không thể làm được.
Quá trình xử lý song song sử dụng lõi tensor ngữ âm tích hợp.
Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng bộ xử lý quang tử cho phép máy tính hoàn thành các phép tính phức tạp với tốc độ đáng kinh ngạc, có thể ứng dụng trong công nghệ xe tự lái, điện toán đám mây, hình ảnh y tế, ….
Các bộ xử lý dựa trên ánh sáng để tăng tốc các tác vụ trong học máy cho phép các nhiệm vụ toán học phức tạp được xử lý với tốc độ và thông lượng cao. Tốc độ này nhanh hơn nhiều so với các chip thông thường dựa vào truyền dữ liệu điện tử, chẳng hạn như card đồ họa hoặc phần cứng chuyên dụng như TPU.
Mạng nơ-ron 'học' bằng cách thu nhận những tập dữ liệu khổng lồ và nhận dạng các mẫu thông qua một loạt thuật toán. "Bộ xử lý mới này sẽ cho phép nó chạy nhiều phép tính cùng một lúc, sử dụng các bước sóng quang học khác nhau cho mỗi phép tính.
Giản đồ của một bộ xử lý cho phép nhân ma trận chạy trên ánh sáng. Ảnh: Đại học Oxford
Các nhà nghiên cứu đã kết hợp vật liệu thay đổi pha và cấu trúc quang tử để lưu trữ dữ liệu theo cách không biến đổi và không yêu cầu cung cấp năng lượng liên tục. Nghiên cứu này cũng là nghiên cứu đầu tiên kết hợp các tế bào bộ nhớ quang học với lượt tần số dựa trên chip làm nguồn sáng, cho phép tính toán đồng thời 16 bước sóng khác nhau. Họ đã sử dụng công nghệ này để tạo ra một mạng nơ-ron phức hợp có thể nhận dạng các số viết tay và nhận ra rằng phương pháp này cung cấp tốc độ dữ liệu và mật độ máy tính chưa từng thấy.
Johannes Feldmann (Đại học Munster, Đức), thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: "Việc khai thác ánh sáng để truyền tín hiệu cho phép thực hiện xử lý dữ liệu song song thông qua ghép bước sóng, dẫn đến mật độ tính toán cao hơn và nhiều phép nhân ma trận được thực hiện chỉ trong một bước thời gian. Trái ngược với các thiết bị điện tử truyền thống, thường hoạt động ở tốc độ GHz thấp phạm vi, tốc độ điều chế quang học có thể đạt được với tốc độ lên đến dải tần 50 đến 100 GHz. "
Nghiên cứu mới được công bố tuần này trên tạp chí Nature
Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com