使用光而不是电来执行运算 新型芯片开启光速 AI 计算之门

使用光而不是电来执行运算新型芯片开启光速AI计算之门美国宾夕法尼亚大学工程师开发了一种新型芯片,它使用光而不是电来执行训练人工智能(AI)所必需的复杂数学运算。该芯片有可能从根本上加快计算机的处理速度,同时还可降低能源消耗。相关研究发表在最新一期《自然・光子学》上。该芯片首次将本杰明・富兰克林奖章获得者纳德・恩赫塔在纳米尺度上操纵材料的开创性研究与硅光子(SiPh)平台结合起来。前者涉及利用光进行数学计算;后者使用的是硅,即一种用于大规模生产计算机芯片的廉价且丰富的元素。

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日本团队开发出 “光量子计算机” 运算纠错技术

日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术日本东京大学等的研究团队日前在美国《科学》杂志上发表成果称,开发出能自行纠正“光量子计算机”运算错误的方法。“光量子计算机”是使用光的下一代计算机,这正是这种计算机所面临的最后课题。研究量子信息科学的东大教授古泽明表示:“原理层面的开发已完成。今后将迎来新的时代。”据悉,他们将在9月成立风险企业以推动成果转化。团队此次开发出了高性能的光检测仪,成功创造出一种名为“GKP量子比特”的特殊光状态,它能在运算的同时纠错。包含大量光子的单个光信号工作原理与排列大量量子比特的状态相同,因此有望在计算机体积不增大的情况下提高运算能力。

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日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术

日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术日本东京大学等的研究团队日前在美国《科学》杂志上发表成果称,开发出能自行纠正“光量子计算机”运算错误的方法。“光量子计算机”是使用光的下一代计算机,这正是这种计算机所面临的最后课题。研究量子信息科学的东大教授古泽明表示:“原理层面的开发已完成。今后将迎来新的时代。”据悉,他们将在9月成立风险企业以推动成果转化。量子计算机使用信息的基本单位“量子比特”,即使是复杂的运算也能高速执行,但过程中容易出现运算错误。使用超导体或离子的计算机已开发出纠错功能,但需要大量量子比特和复杂的布线。此外还存在计算机体积变大和耗电量大的问题。团队此次开发出了高性能的光检测仪,成功创造出一种名为“GKP量子比特”的特殊光状态,它能在运算的同时纠错。包含大量光子的单个光信号工作原理与排列大量量子比特的状态相同,因此有望在计算机体积不增大的情况下提高运算能力。

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新型光子芯片正在突破光学无线通信技术的最大物理障碍

新型光子芯片正在突破光学无线通信技术的最大物理障碍新的先进光子芯片已经开发出来,它可以优化光学无线系统的光传输。这些芯片对于未来5G和6G网络至关重要,代表着向节能模拟技术的转变,并在高速数据处理和通信领域具有广泛的应用。图片来源:米兰理工大学有一个问题是众所周知的:光对任何形式的障碍物都很敏感,即使是非常小的障碍物。例如,想一想当透过磨砂窗户或当我们的眼镜起雾时我们如何看到物体。这种效果与光学无线系统中携带数据流的光束非常相似:信息虽然仍然存在,但却完全扭曲并且极难检索。这项研究中开发的设备是用作智能收发器的小型硅芯片:成对工作,它们可以自动且独立地“计算”光束需要什么形状,以便以最大效率穿过通用环境。这还不是全部:它们还可以生成多个重叠的光束,每个光束都有自己的形状,并引导它们而不互相干扰;这样,传输容量就大大增加,正如下一代无线系统所要求的那样。“我们的芯片是数学处理器,可以非常快速有效地利用光进行计算,几乎不消耗能源。光束通过简单的代数运算(本质上是求和和乘法)生成,直接对光信号执行,并通过直接集成在芯片上的微天线传输。这项技术具有许多优点:处理极其简单、能源效率高以及超过5000GHz的巨大带宽。”米兰理工大学光子器件实验室负责人FrancescoMorichetti解释道。“如今,所有信息都是数字化的,但事实上,图像、声音和所有数据本质上都是模拟的。数字化确实允许非常复杂的处理,但随着数据量的增加,这些操作在能源和计算方面变得越来越不可持续。如今,人们对通过专用电路(模拟协处理器)回归模拟技术抱有极大兴趣,专用电路将成为未来5G和6G无线互连系统的推动者。我们的芯片就是这样工作的,”米兰理工大学微纳米技术中心Polifab主任AndreaMelloni介绍说。“使用光学处理器的模拟计算在许多应用场景中至关重要,包括神经形态系统的数学加速器、高性能计算(HPC)和人工智能、量子计算机和密码学、高级本地化、定位和传感器系统,总的来说,需要以非常高的速度处理大量数据的系统,”圣安娜高等学校TeCIP研究所(电信、计算机工程和光子学研究所)的电子学教授MarcSorel补充道。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400719.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400719.htm

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新型光子芯片能测量更多光量子态据报道,自无线电报和真空管问世以来,电子计算和通信已获得了长足进步,现今消费设备的处理能力和内存等级是几十年前无法想象的……但伴随着计算和信息处理设备体积越来越小、功能越来越强大,它们正在遭遇量子物理定律强加的一些基本限制,该领域的未来发展前景可能与光子学密切相关,光子学是与电子学平行的光学基础概念,光子学在理论上与电子学相似,但使用光子代替电子,光子设备处理数据的速度可能比电子设备快很多,包括:量子计算机。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1318199.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1318199.htm

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