人工智能真的快要来临了！全球首个光电子神经网络问世

因为神经网络可以推进人工智能的发展，这给了研究人员更大的动力来建立更强大的神经网络。而这项研究的关键是建立相似神经元（neurons）的电路，即神经形态芯片（neuromorphic chip）。那么，如何使电路的速度获得显著提高？

如今，这一问题或许有了答案。据MIT报道，普林斯顿大学的Alexander Tait团队建立了全球首个光电子神经网络，并展现了其在计算上的超速度。

一直以来，光学计算都被寄予厚望 。光子的带宽要比电子高，所以能够更快地处理大量数据。可是，因为光学处理系统的成本太高，并无被普遍使用。而在进行模拟信号等任务时，这种超快速数据处理能力只有光子芯片才能提供。

现在神经网络又给光子学提供了一个新的机会。“在硅光子平台的帮助下，光子神经网络的高速信息处理能力可以被用于无线电、控制计算等领域。”Alexander Tait表示。

这个光子神经网络的核心是一种光学设备。它的每一个节点都有神经元同样的响应特征。这些节点采用微型圆形波导的形式，被蚀刻进一个能允许光循环的硅基座内。一旦光被输入，它就会调制在阈值处工做的激光器的输出。在这个区域内，入射光的微小变化都会对激光的输出产生显著影响。

系统中的每一个节点都使用必定波长的光，这一技术被称为波分复用（wave division multiplexin）。来自各个节点的光会被送入激光器，并且激光输出会被反馈回节点，创造出一个拥有非线性特征的反馈电路。这种输出在数学上等效于一种被称为“连续时间递归神经网络（CTRNN）”的设备。

Tait团队表示，该设备能够极大地扩展编程技术，应用于更大的硅光子神经网络。

研究人员使用由 49 个光子节点组成的网络对神经网络进行模拟演示，以及光子神经网络如何被用于解决微分方程的数学问题。

Tait将其与普通的CPU进行了对比。“在这项任务中，光子神经网络的有效硬件加速因子大约为1960×，”，Tait说，“这是一个3个数量级的速度。”

研究人员表示，这项研究打开了一个全新的光子计算行业的大门。Tait表示：“硅光子神经网络可能会是首个进入可扩展信息处理的、更普遍类别的硅光子系统的领军者。”

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