据最新一期《自然·光子学》杂志报道，美国宾夕法尼亚大学团队开发出首款能够利用光进行非线性神经网络训练的可编程芯片。这项突破有望大幅加快人工智能（AI）的训练速度，同时降低能源消耗，并为研制全光驱动计算机奠定基础。
在此之前，虽然已有研究团队开发出处理线性数学运算的光学驱动芯片，但仅依靠光学方法表示非线性函数的技术难题一直未被攻克。而非线性函数对于深度神经网络训练至关重要，没有它，光子芯片就无法完成深度学习或执行复杂的智能任务。
新进展依赖于一种对光敏感的特殊半导体材料。当携带输入数据的“信号”光穿过这种材料时，另一束“泵浦”光从上方照射下来，调节材料的响应特性。通过调整泵浦光的形状和强度，团队可以根据信号光的强度及材料的反应来控制信号光的吸收、传输或放大方式，从而对芯片进行编程以执行不同的非线性功能。
值得注意的是，这项研究并未改变芯片的基础结构，而是利用光在材料内部形成的图案来重塑光线穿越的方式。这造就了一个可以根据泵浦模式表达多种数学函数的可重构系统，使其具有实时学习能力，能根据输出反馈调整自身行为。
为了验证该芯片的能力，团队用其解决了多项基准AI问题。在简单的非线性决策边界任务中，实现了超过97%的准确率；在著名的鸢尾花数据集问题上，达到了96%以上的准确率。这表明，与传统数字神经网络相比，光子芯片不仅性能相当，甚至更优，而且能耗更低，因为它们减少了对耗电元件的依赖。
此外，实验还显示，只需4个非线性的光学连接就能达到传统模型中20个固定非线性激活函数线性电子连接的效果，展示了该技术的巨大潜力。随着架构的进一步扩展，效率将更加显著。
不同于以往制造后固定的光子系统，这款新芯片提供了一个空白的平台，可通过泵浦光的作用如同画笔般绘制出可编程指令，是现场可编程光子计算机概念的一次实际证明，标志着向光速训练AI迈进的重要一步。
【总编辑圈点】
在这一研究的基础上，未来工程师们还可以进一步探索如何实现更为复杂的运算，如指数或逆函数，从而为解决更大规模的任务铺路。值得一提的是，由于采用低能耗光学组件替代了发热的电子设备，该平台还能显著减少AI数据中心的能量消耗，彻底改变机器学习领域的经济效益。
据最新一期《自然·光子学》杂志报道，美国宾夕法尼亚大学团队开发出首款能够利用光进行非线性神经网络训练的可编程芯片。这项突破有望大幅加快人工智能（AI）的训练速度，同时降低能源消耗，并为研制全光驱动计算机奠定基础。
在此之前，虽然已有研究团队开发出处理线性数学运算的光学驱动芯片，但仅依靠光学方法表示非线性函数的技术难题一直未被攻克。而非线性函数对于深度神经网络训练至关重要，没有它，光子芯片就无法完成深度学习或执行复杂的智能任务。
新进展依赖于一种对光敏感的特殊半导体材料。当携带输入数据的“信号”光穿过这种材料时，另一束“泵浦”光从上方照射下来，调节材料的响应特性。通过调整泵浦光的形状和强度，团队可以根据信号光的强度及材料的反应来控制信号光的吸收、传输或放大方式，从而对芯片进行编程以执行不同的非线性功能。
值得注意的是，这项研究并未改变芯片的基础结构，而是利用光在材料内部形成的图案来重塑光线穿越的方式。这造就了一个可以根据泵浦模式表达多种数学函数的可重构系统，使其具有实时学习能力，能根据输出反馈调整自身行为。
为了验证该芯片的能力，团队用其解决了多项基准AI问题。在简单的非线性决策边界任务中，实现了超过97%的准确率；在著名的鸢尾花数据集问题上，达到了96%以上的准确率。这表明，与传统数字神经网络相比，光子芯片不仅性能相当，甚至更优，而且能耗更低，因为它们减少了对耗电元件的依赖。
此外，实验还显示，只需4个非线性的光学连接就能达到传统模型中20个固定非线性激活函数线性电子连接的效果，展示了该技术的巨大潜力。随着架构的进一步扩展，效率将更加显著。
不同于以往制造后固定的光子系统，这款新芯片提供了一个空白的平台，可通过泵浦光的作用如同画笔般绘制出可编程指令，是现场可编程光子计算机概念的一次实际证明，标志着向光速训练AI迈进的重要一步。
【总编辑圈点】
在这一研究的基础上，未来工程师们还可以进一步探索如何实现更为复杂的运算，如指数或逆函数，从而为解决更大规模的任务铺路。值得一提的是，由于采用低能耗光学组件替代了发热的电子设备，该平台还能显著减少AI数据中心的能量消耗，彻底改变机器学习领域的经济效益。
患者只需吸入特制的“氙气”，3.5秒后一幅人体肺部磁共振3D影像就呈现出来。影像中，气体可抵达肺部的位置清晰可见，患者的肺部微结构、气体交换功能情况等一目了然。日前，中国科学院精密测量科学 英国《自然》周刊网站3月12日刊登题为《OpenAI的文生视频工具Sora会如何改变科学——以及社会》的文章，作者为乔纳森·奥卡拉汉，内容编译如下：美国开放人工智能研究中心(OpenAI 据英国《自然》杂志网站19日报道，美国华盛顿大学科学家首次使用生成式人工智能（AI）工具，帮助他们制造全新抗体。研究团队表示，AI设计抗体或能更好靶向一些很难被攻击的药物标靶，但这些抗体距离临床 玻璃，是我们日常生活中常见且应用非常广泛的一种材料，如外墙、窗户、杯子、灯饰……但玻璃的应用远不止于此。2024年3月22日14时，由中国下一代教育基金会与中国平安共同主办、科技 “截至2023年底，与2018年同期相比，京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米，深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际，水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 有消息称，iPhone在中国寻找本土生成式AI提供方，iPhone讨论了在中国的设备中使用百度的人工智能技术。据《华尔街日报》报道，iPhone与百度进行了谈判，以授权其型号。这可能是为了向中国的iPhone客户提 。本文链接：可编程芯片首次用光训练神经网络 有助研制全光驱动计算机http://www.sushuapos.com/show-2-11995-0.html
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