ساخت اولین شبکه عصبی فوتونی در جهان

به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ فناوری هوش مصنوعی به مرور زمان در حال ورود به زندگی انسان‌ها است و شرکت‌های بسیاری مانند گوگل، مایکروسافت، اپل و آی.بی.ام در حال تحقیق و توسعه‌ی آن هستند.
محققان از مدت‌ها قبل در حال کار روی تولید فناوری هوش مصنوعی با تقلید از عملکرد مغز انسان و شبکه‌ی عصبی آن هستند. به تازگی گروهی از پژوهشگران دانشگاه پرینستون آمریکا (Princeton University) اعلام کردند اولین شبکه‌ی عصبی فوتونی در جهان را طراحی کرده‌اند. پژوهشگران  موفق به تولید نخستین تراشه‌ی  سیلیکونی نرومورفیک¹ نوری یکپارچه (integrated silicon photonic neuromorphic chip) با توانایی انجام محاسبات با سرعت بسیار بالا شده‌اند. تراشه‌های نرومورفیک، مدارهای الکترونیکی هستند که از مغز انسان و شبکه‌ی عصبی بیولوژیکی در سامانه‌ی عصبی خود تقلید می‌کنند.
تحلیلگران معتقدند علت استفاده از شبکه‌ی عصبی فوتونی، پهنای باند و سرعت پردازش بیشتر فوتون نسبت الکترون است. با وجود این به علت هزینه‌ی بالای تحقیقات در این زمینه، تا کنون تحقیقات مناسبی روی آن صورت نمی‌گرفت.
پژوهشگران پرینستون یک سامانه‌ی فوتونی ایجاد کرده‌اند که هر گره‌ی موجود در آن در نقش یک نورون عمل می‌کنند. در این سامانه گره‌ها به شکل یک مدار موج‌بر² (waveguides) کوچک در زیر لایه‌های سیلیکونی قرار گرفته و به نوری اجازه‌ی عبور و گردش دایره‌ای شکل می‌دهند. به طور خلاصه لیزرهای خروجی و پردازش شده از هر گره در یک چرخه دوباره به آن وارد می‌شوند و یک طبیعت بازخوردی غیرخطی ایجاد می‌کنند.
نتیجه‌ی آزمایش ذکر شده در بالا نشان داد که در یک سامانه‌ی متشکل از 49 گره‌ی فوتونی، 1960 برابر سریع‌تر از پردازنده‌ی امروزی محاسبات را انجام می‌دهند.
پژوهشگران اعلام کردند نمی‌توان انتظار جایگزینی شبکه‌ی عصبی فوتونی را با پردازشگرهای مرکزی امروزی در آینده‌ای نزدیک داشت؛ با وجود این ادامه‌ی تحقیقات در زمینه‌ی محاسبات نوری ممکن است آن را در آینده به بخشی کلیدی از محاسبات تبدیل کند.

__________________________________

1- تراشه‌ی نرومورفیک، به تراشه یا محاسباتی گفته می‌شود که عملکرد مشابه مغز انسان داشته و با تقلید از آن محاسبات را انجام می‌دهند.
2 - موج‌بَر یا هادی موج ساختاری است که امواجی چون الکترومغناطیسی و صوتی را هدایت می‌کند. برای هر نوع موج انواع گوناگونی هادی وجود دارد. نوع اصلی و معمول آن یک لوله‌ی فلزی توخالی است که به این منظور به کار می‌رود.