चिप नॉनलाइनियर तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करने के लिए प्रकाश का उपयोग कर सकता है - एक सफलता जो एआई प्रशिक्षण को काफी गति दे सकती है, ऊर्जा की खपत को कम कर सकती है और यहां तक कि सभी -ऑप्टिकल कंप्यूटरों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकती है।
वर्तमान एआई चिप्स इलेक्ट्रॉनिक हैं और गणना करने के लिए बिजली पर भरोसा करते हैं, लेकिन यह नई चिप फोटोनिक है। नेचर फोटोनिक्स पत्रिका में वर्णित, चिप आधुनिक एआई के दिल में नॉनलाइनर गणित करने के लिए प्रकाश के व्यवहार को संशोधित करती है।
अधिकांश वर्तमान एआई सिस्टम तंत्रिका नेटवर्क, सॉफ्टवेयर पर भरोसा करते हैं जो जैविक तंत्रिका ऊतक की नकल करते हैं। जिस तरह न्यूरॉन्स जीवों को सोचने में सक्षम बनाने के लिए जुड़ते हैं, तंत्रिका नेटवर्क एआई सिस्टम को सरल इकाइयों की परतों को जोड़कर, या "नोड्स" द्वारा जटिल कार्यों को करने में सक्षम बनाते हैं।
टीम की सफलता एक विशेष अर्धचालक सामग्री के साथ शुरू हुई जो प्रकाश का जवाब देती है। जब "सिग्नल" प्रकाश (इनपुट डेटा ले जाने) का एक बीम सामग्री से गुजरता है, तो ऊपर से चमकते हुए एक "पंप" बीम को समायोजित करता है कि सामग्री कैसे प्रतिक्रिया करती है।
पंप प्रकाश के आकार और तीव्रता को बदलकर, टीम यह नियंत्रित कर सकती है कि क्या सिग्नल प्रकाश को प्रकाश की तीव्रता और सामग्री के व्यवहार पर निर्भर करता है, क्या सिग्नल प्रकाश अवशोषित, प्रेषित या प्रवर्धित है। यह प्रक्रिया विभिन्न nonlinear कार्यों को करने के लिए चिप को "प्रोग्राम" करती है।
यह ध्यान देने योग्य है कि इस शोध ने चिप की मूल संरचना को नहीं बदला, लेकिन जिस तरह से प्रकाश की यात्रा के माध्यम से प्रकाश को फिर से आकार देने के लिए सामग्री के अंदर प्रकाश द्वारा गठित पैटर्न का उपयोग किया। यह एक पुनर्निर्माण प्रणाली बनाता है जो पंपिंग पैटर्न के आधार पर विभिन्न प्रकार के गणितीय कार्यों को व्यक्त कर सकता है, जिससे यह वास्तविक समय में सीखने और आउटपुट फीडबैक के आधार पर इसके व्यवहार को समायोजित करने की क्षमता प्रदान करता है।
चिप की क्षमताओं को सत्यापित करने के लिए, टीम ने इसका इस्तेमाल कई बेंचमार्क एआई समस्याओं को हल करने के लिए किया। सरल nonlinear निर्णय सीमा कार्यों में, 97% से अधिक की सटीकता प्राप्त की गई थी; प्रसिद्ध आइरिस डेटा सेट समस्या में, 96% से अधिक की सटीकता हासिल की गई थी। इससे पता चलता है कि पारंपरिक डिजिटल तंत्रिका नेटवर्क की तुलना में, फोटोनिक चिप्स में न केवल तुलनीय या बेहतर प्रदर्शन होता है, बल्कि ऊर्जा की खपत भी कम होती है क्योंकि वे बिजली-खपत वाले घटकों पर निर्भरता को कम करते हैं।
इसके अलावा, प्रयोग ने यह भी दिखाया कि केवल 4 नॉनलाइनियर ऑप्टिकल कनेक्शन पारंपरिक मॉडल में 20 निश्चित नॉनलाइनर सक्रियण फ़ंक्शन रैखिक इलेक्ट्रॉनिक कनेक्शन के प्रभाव को प्राप्त कर सकते हैं, जो प्रौद्योगिकी की महान क्षमता का प्रदर्शन करते हैं। चूंकि वास्तुकला को और अधिक विस्तारित किया जाता है, दक्षता और भी महत्वपूर्ण होगी।
विनिर्माण के बाद तय किए गए पिछले फोटोनिक सिस्टम के विपरीत, यह नई चिप एक रिक्त मंच प्रदान करती है जो पेंटब्रश जैसे प्रोग्राम करने योग्य निर्देशों को आकर्षित करने के लिए पंप प्रकाश का उपयोग कर सकती है। यह फील्ड-प्रोग्रामेबल फोटोनिक कंप्यूटरों की अवधारणा का एक व्यावहारिक प्रमाण है और प्रकाश की गति से एआई को प्रशिक्षित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।