Создан фотонный чип, который поможет в обучении нейронных сетей

22.07.2025 | Новости Процессоры, кристаллы, чипы ● a-contract.ru

Исследователи из Университета Пенсильвании продемонстрировали свою инновационную разработку — уникальный программируемый чип, который может быть использован для обучения нелинейных нейронных сетей при помощи фотонов света. По мнению учёных, данная разработка поможет оптимизировать процесс обучения нейросетей, сделав его не только более быстрым, но и менее энергозатратным. Кроме того, новый чип станет еще одним шагом на пути создания полностью оптических компьютеров.

Следует отметить, что фотонные чипы подобного типа уже существуют. Однако все они разрабатывались для линейных вычислений, а осуществление нелинейных функций при помощи фотонов было невозможно. Отсутствие нелинейности не позволяло фотонным чипам выполнять обучение глубоких нейронных сетей и/или прочие интеллектуальные задачи.

Инновационное решение исследователей из Пенсильвании заключается в том, что их разработка предполагает применение специализированного полупроводникового материала, который обладает способностью реагировать на свет. В процессе прохождения «сигнального» луча, который несёт входные данные, на материал одновременно воздействует «накачивающий» луч, изменяющий свойства этого материала. Посредством настройки параметров накачивающего света учёные имеют возможность контролировать поведение сигнального луча, который может поглощаться, пропускаться и усиливаться. Таким образом чип может быть запрограммирован для выполнения разнообразных нелинейных функций.

По словам исследователей, их метод не изменяет структуру чипа. Фотоны света обуславливают возникновение динамических паттернов в материале, которые определяют его свойства. Это придаёт системе большую гибкость и способность обучаться в реальном времени.

Результаты экспериментов с чипом были более чем успешными: устройство продемонстрировало точность не менее 97% в задачах классификации и не менее 96% при работе с классическим набором данных Iris. Следует также отметить, что инновационный чип более эффективен и менее энергозатратен по сравнению с существующими аналогами. К еще одному преимуществу инновационной разработки можно отнести возможность масштабирования, т.к. 4 нелинейных соединения в новом чипе соответствуют 20 линейным электронным соединениям.

По материалам russianelectronics.ru