北京
光纤电缆虽然能以光速传输编码数据，但在将数据转换为可理解信息时，往往依赖速度较慢、能耗较高的设备，这成为技术发展的瓶颈。然而，中国上海理工大学（USST）的一个研究团队正在开发一种微观解决方案：一种利用光物理原理分析数据的新型人工智能芯片，其能耗极低，且每个芯片仅有一粒盐大小。
这项研究的最新进展已发表在《自然光子学》杂志上。该研究基于加州大学洛杉矶分校研究人员于2018年首次提出的“全光学衍射深度神经网络”概念。这种方法通过堆叠精确设计的3D打印无源元件层，利用光子完成复杂计算。
据《新科学家》报道，USST团队在这一概念的基础上，创建了一个“被动、训练有素的神经网络”，能够通过物理方式操控光线进行计算分析。然而，所有数据编码光线都是通过一根比人类头发丝还细的光纤传输的，因此，研究人员需要将AI芯片做得同样微小，以便读取每个光子。
研究团队采用“三维双光子纳米光刻技术”构建每个微型芯片，使用超薄聚合物层作为材料。随后，他们将芯片连接到光纤线的末端，当数据以光速通过光纤时，芯片会实时处理数据。为了测试这项发明，团队将数字图像编码为光子并通过光纤传输。结果显示，AI芯片成功读取数据并以极小的模糊度重建了每个数字图像。这种图像识别功能是许多AI系统的核心，而这款盐粒大小的芯片仅需万亿分之一秒即可完成任务，能耗仅为当前AI图像识别技术的千分之几。
尽管这项技术目前还不够完美——芯片的微小缺陷可能会影响系统性能，且每个芯片都需要针对特定任务进行定制。但发明者相信，这项技术未来将提供“前所未有的功能”。潜在应用包括内窥镜成像，甚至可能扩展到量子计算领域。
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