Фінансові новини
- |
- 20.10.26
- |
- 01:44
- |
-
RSS - |
- мапа сайту
Авторизация
Учёные всё ближе к созданию полностью оптических нейронных сетей
17:40 03.09.2019 |

Нейронные сети лучше всего справляются с такими сложными задачами, как распознавание лиц и голоса, но их реализации на базе классических электросхем крайне ограничены в быстродействии и имеют очень высокое энергопотребление. Теоретически оптика может решить эти проблемы, а также превзойти электронные аналоги в матричных вычислениях, широко применяемых в нейронных сетях. Тем не менее, её применение было ограничено из-за неспособности выполнять некоторые сложные вычисления, но сейчас новые эксперименты показали, что полностью оптические нейронные сети всё-таки могут справиться с этими задачами, а значит появление новых сверхбыстрых оптических систем искусственного интеллекта в ближайшем будущем становится вполне реальным.
Ключевая и наиболее привлекательная черта нейронных сетей - огромное количество взаимосвязей, которые образуют нейроны, подобно их биологическим аналогам в человеческом мозге. Эти связи дают им высокую способность к параллелизму, что позволяет выполнять множество операций одновременно, делая их гораздо более эффективными в задачах по распознаванию лиц или голоса, чем традиционные компьютерные системы, которые выполняют одну или несколько инструкций за раз.
Современные электронные нейронные сети достигают размера до восьми миллионов нейронов, но их будущее применение для искусственного интеллекта может быть ограничено из-за высокого энергопотребления и ограниченного параллелизма в соединениях. В то время как оптические соединения через линзы по своей сути параллельны изначально. Например, линза в вашем глазу фокусирует сразу весь поступающий свет на сетчатку в задней части глаза, где расположено множество детектирующих свет нервных клеток. Затем каждая клетка непрерывно передаёт оптический сигнал нейронам мозга, которые их обрабатывают, чтобы показать нам итоговое изображение.
Стеклянные линзы обрабатывают оптические сигналы путём фокусировки света, выполняя сложную математическую операцию, называемую преобразованием Фурье, которое помогает транслировать сигнал из аналогового вида в цифровой. Например, одним из применений преобразований Фурье является преобразование временных изменений интенсивности сигнала в график частот, присутствующих в сигнале. Военные использовали этот приём в 1950-х годах, чтобы преобразовать необработанные радиолокационные сигналы, записанные летящим самолётом, в трёхмерное изображение ландшафта. Сегодня это преобразование без проблем осуществляется современными компьютерами, а вот ламповые компьютеры 1950-х годов не справлялись с этой задачей.
Разработка нейронных сетей для искусственного интеллекта началась с их моделирования на классических компьютерах, но в таком виде ИИ был ограничен из-за медленной обработки данных и необходимости в значительных вычислительных ресурсах. Через некоторое время были разработаны гибридные нейронные сети, в которых оптика выполняет простые линейные операции, а электроника занимается более сложными нелинейными вычислениями. И вот сейчас две независимые группы исследователей продемонстрировали достаточно простые и полностью оптические нейронные сети, которые выполняют всю обработку данных самостоятельно.
В мае Вольфрам Пернис (Wolfram Pernice) из Института физики Мюнстерского университета в Германии и его коллеги сообщили о тестировании полностью оптического «нейрона», использующего специальный материал, изменяющий своё состояние при получении сигнала между жидким и твёрдым, что позволило использовать его для оптического хранения данных. С его помощью они продемонстрировали нелинейную обработку данных и выходные импульсы, похожие на импульсы органических нейронов. Затем учёные создали интегрированную фотонную схему, которая включала в себя четыре таких оптических нейрона, работающих на разных длинах волн, каждый из которых был подключен к 15 оптическим синапсам. Данная схема включала около 140 компонентов и смогла распознавать простые оптические структуры. Исследователи утверждают, что их устройство является масштабируемым, и в будущем данная технология обещает «доступ к высокой скорости и пропускной способности, присущей оптическим системам, что позволит напрямую обрабатывать оптические телекоммуникационные и визуальные данные». Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Теперь группа из Гонконгского университета науки и технологии опубликовала научную работу в журнале Optica, где они описали, как им удалось создать полностью оптическую нейронную сеть, основанную уже на другом физическом процессе - электромагнитно-индуцированной прозрачности, эффекте, при котором свет влияет на то, как атомы перемещаются между квантово-механическими уровнями энергии. «Этот процесс является нелинейным и может быть инициирован очень слабыми световыми сигналами», - объясняет Шенгванг Ду (Shengwang Du), профессор физики и соавтор статьи.
В своём эксперименте они подвергли воздействию света атомы рубидия, охлаждённые лазерами до примерно 10 микрокельвинов (на 10 микроградусов выше абсолютного нуля). Хотя метод может показаться необычайно сложным, как утверждает Ду, данная технология является наиболее простой и доступной для использования в лаборатории из тех, что могли дать желаемый эффект. «Будучи чисто квантовой атомной системой, она идеально подходит для этого эксперимента, чтобы доказать сам принцип работы», - утверждает он.
В будущем группа Шенгванга планируют увеличить размер системы при помощи использования горячего атомного пара, который является менее дорогим, не требует трудоёмкой подготовки по охлаждению атомов и в дальнейшем может быть интегрирован с фотонными чипами.
«Их демонстрация кажется верной и работоспособной», - комментирует Фолькер Зоргер (Volker Sorger), инженер-электрик из Университета Джорджа Вашингтона. Он соглашается, что полностью оптический подход очень привлекателен, так как предлагает очень высокий параллелизм, но частота обновления нейронов, по его мнению, в проекте Шенгванга составит примерно 100 герц из-за используемых в них жидких кристаллов, и потому Волкер не совсем уверен, что такую систему возможно масштабировать без ошибок.
ТЕГИ
ТОП-НОВИНИ
ПІДПИСКА НА НОВИНИ
Для підписки на розсилку новин введіть Вашу поштову адресу :


Бізнес у третьому кварталі 2026 року суттєво погіршив очікування щодо ділової активності на наступні 12 місяців: індекс ділових очікувань (ІДО) знизився до 100,8% зі 107,0% у другому кварталі, повідомив Національний банк України (НБУ).
Велика Британія надсилає Україні додаткові ракети великої дальності Storm Shadow, щоб та змогла зірвати російські військові операції, спрямовані проти її цивільної інфраструктури, ще до настання зими.
Верховна Рада у четвер ухвалила в цілому законопроєкт №16051-1 щодо оподаткування ПДВ міжнародних посилок та електронної торгівлі, що є необхідним для отримання фінансової допомоги від ЄС.
Інвестиційна група ICU, яка у червні цього року погіршила прогноз зростання реального валового внутрішнього продукту (ВВП) України у 2026 році до 0,8% з 1,2%, тепер очікує його падіння цього року на 0,6%, а наступного - на 1,9%.
Уряд відмовився від підвищення ставки податку на додану вартість (ПДВ) на один відсотковий пункт.
Як вибрати ігровий ноутбук б/в? Порівнюємо відеокарти, процесори, екрани та охолодження. Поради щодо перевірки перед покупкою.
Ця тилова вакансія підходить для кандидатів, що не можуть
виконувати бойові завдання у звʼязку із віком чи станом здоровʼя.
Команда підрозділу Google Quantum AI продемонструвала роботу методу вирощування «магічних» станів (magic state cultivation) на квантовому процесорі Willow, зменшивши кількість помилок приблизно у 40 разів порівняно зі звичайним створенням таких станів. Результати дослідження опублікували в журналі Science.
Криптобіржа Bitget включила Росію, Білорусь та Казахстан до переліку країн, резидентам яких заборонено користуватися її послугами.
Американські банки Citigroup і Bank of America обмежили доступ ШІ-агентів до рахунків клієнтів на тлі побоювань, що автономні помічники можуть масово переводити кошти вкладників у фінансові продукти з вищою дохідністю
В Україні випробовують першу повітряну платформу для евакуації поранених військових - дрон StarGate, розроблений українською компанією оборонних технологій SkyFall.
На початку 2026 року Microsoft заявила, що зосередиться на виправленні проблем з Windows 11, зокрема, покращуючи продуктивність. Здається, компанії це вдалося.
Великі інвестиції в інфраструктуру штучного інтелекту (ШІ) підтримують зростання світової економіки на рівні 3% та приносять прибутки азійським постачальникам обладнання.
Американські вчені Роберт Холл і Майкл Вудфорд отримали Нобелівську премію з економіки за 2026 рік "за мікроекономічні основи макроекономічної стабілізації".
Більшість американських водіїв щодня проїжджають скромні відстані, проте перед купівлею електромобіля вимагають від нього можливості долати сотні кілометрів без зупинки.
Криптовалютний ринок станом на 9 жовтня попередньо завершує тиждень зниженням після відносно сильного початку місяця.
Microsoft представила нову версію пошуку в Windows 11, яка перетворює його на універсальний центр керування системою.
Федеральна комісія зі зв'язку США (FCC) схвалила заявку SpaceX на запуск і роботу 15 000 супутників нового покоління для Starlink Mobile.
На початку року багато компаній почали вимагати від розробників максимально активно використовувати ШІ. Це породило термін tokenmaxxing і навіть призвело до ситуацій, коли працівники давали ШІ безглузді завдання лише для того, щоб виконати встановлену норму
Один з провідних світових виробників пам'яті Micron оприлюднив фінансовий звіт за четвертий квартал цього року та аналітичні прогнози щодо цін.
Один із найбільших американських банків Citi та криптовалютна платформа Coinbase розширили співпрацю у сфері корпоративних платежів та стейблкоїнів.