Сегодня 11 мая 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Китайцы учат роботов «думать» со скоростью света — кремниевая фотоника набирает обороты

Учёные из Университета Сидянь (Xidian University) разработали фотонную нейроморфную вычислительную систему, которая впервые позволяет выполнять обучение с подкреплением полностью на основе света (фотонов), без перевода сигналов в импульсы тока для выполнения ключевых операций. До этого в массе фотонные спайковые нейронные сети могли совершать только линейные вычисления, но новая разработка ворвалась в сферу нелинейных преобразований и это изменит многое.

 Источник изображения: Xidian University

Источник изображения: Xidian University

Перевод сигналов из состояния фотонов в поток электронов и обратно — это дополнительные потери как энергии, так и времени (задержки). Для функционирования робототехники в режиме реального времени такие потери чреваты быстрым выходом из строя и даже авариями. Поэтому стремление разработчиков создать универсальные фотонные чипы для сложных вычислений и обучения роботов и автопилотов — это один из ключевых путей для безопасного сосуществования робототехники с людьми и среди людей.

Созданный учёными двухчиповый оптический прототип решает три основные проблемы: отсутствие ранее крупномасштабных массивов нелинейных фотонных спайковых нейронов с низким порогом срабатывания (теперь такие массивы есть, и порог срабатывания очень низкий, что позволяет создавать намного более плотные массивы нейронов, чем раньше); невозможность создания полностью программируемых чипов спайковых сетей (они были «жёсткими» — запрограммированными аппаратно) и, как итог, отсутствие возможности аппаратной реализации фотонного обучения с подкреплением, что успешно преодолено учёной группой.

Первая предложенная исследователями система, о которой они рассказали в свежем выпуске журнала «Оптика» (Optica), состоит из 16-канального фотонного нейроморфного чипа с 272 обучаемыми параметрами (на основе матрицы 16 × 16 интерферометров Маха — Зендера) и чипа с массивом лазеров с обратной связью и насыщаемым поглотителем для низкого порога нелинейной активации спайков. Как положено, также разработан аппаратно-программный фреймворк: модель сначала обучается в программном пакете, затем на чипах, а потом дообучается с учётом особенностей аппаратной реализации.

Тестирование проводилось на классических задачах: CartPole (балансировка шеста на тележке) и Pendulum (раскачивание маятника из висячего положения в вертикальное с его последующей стабилизацией в таком положении). Аппаратные результаты показали минимальное падение точности — всего 1,5 % для CartPole и 2 % для Pendulum по сравнению с чисто программной моделью; на CartPole достигнута идеальная производительность, на более сложной задаче Pendulum — хорошая.

Производительность впечатляет: энергоэффективность линейных вычислений достигла 1,39 TOPS/Вт при плотности 0,13 TOPS/мм², нелинейных — 987,65 GOPS/Вт и 533,33 GOPS/мм²; задержка вычислений на чипе — всего 320 пикосекунд. Эти показатели выводят оптическую систему в класс GPU по энергоэффективности (1 TOPS/Вт) и плотности вычислений (0,1–0,5 TOPS/мм²), но с преимуществом полной оптической обработки, исключающей потери на конвертацию сигналов. Система демонстрирует быстрое обучение посредством серии проб и ошибок в реальном времени.

Разработка открывает перспективы для автономного вождения, встроенного в роботы интеллекта и периферийных вычислений, где требуется сверхнизкая задержка и минимальное энергопотребление. В будущем авторы планируют масштабировать систему до 128-канального чипа для более сложных задач, таких как нейроморфная автономная навигация, и создать компактные гибридно-интегрированные фотонные нейроморфные чипы. Это один из важных шагов к энергоэффективному ИИ, работающему на импульсах света.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Ветеран Epic Games взялся за европейскую альтернативу Unreal Engine 18 ч.
Google привязала reCAPTCHA к Play Services и отрезала от верификации пользователей Android без сервисов Google 21 ч.
Новая статья: Heroes of Might and Magic: Olden Era — время расцвета. Предварительный обзор 10-05 00:05
Anthropic отучила свой ИИ шантажировать пользователей при угрозе отключения 09-05 18:52
Microsoft улучшила работу Windows 11 с тачпадом и сенсорной клавиатурой, а также повысила стабильность «Проводника» 09-05 17:28
Пользователей Instagram лишили сквозного шифрования в личных сообщениях 09-05 16:51
ИИ всё чаще пишет научные статьи — отличить от человеческих становится невозможно, и это пугает 09-05 14:43
ИИ-модель OpenAI GPT-5.5 оказалась в 1,5–2 раза дороже предшественницы 09-05 14:38
В ЕС назвали VPN лазейкой для обмана систем проверки возраста — и её хотят закрыть 09-05 11:57
Департамент DOGE Илона Маска использовал ChatGPT глупым и незаконным способом 09-05 11:53
Учёные предложили разгадку 14 загадочных синих вспышек, наблюдаемых во Вселенной с 2018 года 17 мин.
ByteDance увеличит капитальные затраты на четверть, направив больше средств на закупку китайских ИИ-ускорителей 31 мин.
Apple сохранит высокую зависимость от TSMC, поскольку та будет выпускать по 2-нм технологии модемы 5G 2 ч.
Arm уверена, что в серверном сегменте появятся 512-ядерные процессоры, это поможет ей стать крупнейшим поставщиком 2 ч.
Новая статья: Обзор смартфона nubia Z80 Ultra: на этой выставке я главный экспонат 7 ч.
Новая статья: ИИтоги апреля 2026 г.: пестроцветная инкапсуляция смыслов 9 ч.
Рождение новой SpaceX? Инвесторы с Reddit разогнали акции спутниковой компании AST SpaceMobile на 6000 % 16 ч.
MaxSun выпустила новые MoDT-платы с распаянными Raptor Lake серии Core 200H 18 ч.
Samsung расширила группу по созданию человекоподобных роботов и ускорила ИИ-трансформацию 22 ч.
Nvidia в этом году потратила на покупку активов других компаний более $40 млрд 10-05 08:06