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首枚光子神經形態芯片問世

發布時間:2016.11.28

  美國普林斯頓大學的科研團隊日前研制出全球首枚光子神經形態芯片,并證明其能以超快速度計算。

  什么是神經網絡研究?   

  起源:神經網絡研究起源于上世紀50年代,以生物學上的神經元學說為基礎建立模型。 

  思路:研究的思路是研發在大小、處理速度和能耗方面都可與真實大腦相媲美的電路。做到這一點面臨的主要挑戰,是配置由人造神經元組成的網絡,即“神經形態芯片”。此前神經形態芯片已由瑞士、德國和美國的科學家組成的研究小組成功研發,但此類電路的主要問題是要提高速度。


  光子神經形態芯片解決了什么問題?   

  利用光子解決了神經網絡電路速度受限這一難題。光的并行、高速,天然地決定了光子計算的并行處理能力很強,具有超高運算速度,是計算科學領域的“明日之星”。

  光學神經形態芯片原理:

  光子神經網絡的核心是一種光學設備,其中的每個節點擁有神經元一樣的響應特征。這些節點采用微型圓形波導的形式,被蝕刻進一個光可在其中循環的硅基座內。當光被輸入會調節在閾值處工作的激光器的輸出,在此區域中,入射光的微小變化都會對該激光的輸出產生巨大影響。

  系統中的每個節點都使用一定波長的光,來自各個節點的光會被送入該激光器,而且激光輸出會被反饋回節點,創造出一個擁有非線性特征的反饋電路。關于這種非線性能模擬神經行為的程度,研究表明其輸出在數學上等效于一種被稱為“連續時間遞歸神經網絡(CTRNN)”的設備,這說明CTRNN的編程工具可以應用于更大的硅光子神經網絡。


(編輯:陳婉琦)

 



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