Способен ли крошечный фотонный чип изменить всю оптику будущего?

Исследователи из Университета Шанхая науки и технологий (USST) представили разработку под названием "This AI chip is the size of a grain of salt", о которой свидетельствует иллюстрация по адресу . Основная задача этого устройства — обрабатывать данные, передаваемые по оптоволоконным кабелям на скорости света, без задержек на электрическую декодировку.
Способен ли крошечный фотонный чип изменить всю оптику будущего?
Изображение носит иллюстративный характер

В отличие от стандартных систем, использующих энергоёмкое оборудование для расшифровки фотонных сигналов, новый чип опирается на принципы пассивных нейронных сетей. Его разработка вдохновлена концепцией all-optical diffractive deep neural network, которую в 2018 году предложили учёные из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA). Суть метода сводится к использованию особым образом структурированных полимерных слоёв, способных перенаправлять потоки фотонов для вычислительных операций.

По данным, опубликованным в журнале Nature Photonics и отмеченным изданием New Scientist, команда из USST создала "пассивную, хорошо обученную нейронную сеть", которая физически манипулирует светом для вычислений. Размер такого чипа сопоставим с зерном соли. Его малые габариты позволяют интегрировать устройство к концу волоконно-оптической линии, где фотонный сигнал уже несёт зашифрованную информацию.

Физическую основу обеспечил метод "трёхмерной двухфотонной нанолитографии", применяемый для 3D-печати сверхтонких полимерных компонентов. Подобная конструкция помогает чипу выполнять распознавание оптических сигналов прямо в процессе передачи. Эксперименты включали отправку фотонов, несущих зашифрованные изображения цифр, с последующим их анализом чипом для восстановления исходных образов.

Тестовые результаты продемонстрировали высокую точность и скорость работы системы: время обработки измеряется триллионными долями секунды, а энергопотребление в тысячи раз меньше по сравнению с традиционными методами вычислительной нейронной обработки. Эти показатели особенно важны в условиях растущего объёма передаваемой информации и возросших требований к энергоэффективности.

Некоторые ограничения связаны с тем, что каждому чипу необходима индивидуальная настройка под конкретную задачу, а дефекты в его микроскопических слоях могут приводить к отклонениям в работе. Тем не менее разработчики прогнозируют применение такого подхода в эндоскопии и, возможно, в будущем — в области квантовых вычислений. По их словам, технология обещает открыть невиданные ранее возможности.

Сочетание крошечного формата, способности работать с фотонными потоками и пониженных энергорастрат делают эти чипы ключевым шагом вперёд на пути к более быстрым, эффективным и компактным системам анализа больших массивов оптических данных. Исследователи полагают, что дальнейшая оптимизация обеспечит "беспрецедентные функциональные возможности" для фотонных решений завтрашнего дня.


Новое на сайте

20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси? 20853В Индии имя звонящего появится на экране вместе с номером 20852Как проверить готовность команды к звонку с клонированным голосом? 20851Уязвимости MarkLogic: делегированные права могли открыть путь к администраторскому...
Ссылка