Учёные предложили оптический метод для сложных вычислений ИИ на скорости света

Исследователи Финляндского университета Аалто разработали метод выполнения вычислений, лежащих в основе ИИ, с помощью одного единственного светового импульса. Данный подход полностью исключает электронику, обеспечивая стремительное ускорение работы ИИ и значительную экономию энергии.

Сложные тензорные операции, необходимые нейросетям, традиционно исполняются графическими процессорами (GPU) последовательно, что ограничивает их производительность. Новая методика кодирует информацию в амплитуде и фазе световых волн, а их взаимодействие сразу же производит требуемые вычисления.

«Наш способ повторяет вычисления современных GPU, будь то свёртки или слои внимания, но делает это со скоростью света, — поясняет доктор Юфэн Чжан, ведущий автор исследования. — Мы используем физические свойства фотонов для одновременной обработки огромного числа данных».

Главным преимуществом технологии выступает масштабный параллелизм.

Система функционирует пассивно: когда свет проходит через оптический блок, вычисления происходят автоматически, без внешнего управления. Это позволяет внедрять технологию в фотонные чипы, уже используемые, например, в телекоммуникациях.

«Наш подход совместим практически с любой оптической платформой, — отмечает профессор Чжипей Сунь, руководитель группы фотоники. — В следующем этапе мы планируем интегрировать эту схему в фотонные процессоры, чтобы решать сложные задачи при минимальном энергопотреблении».

По оценкам авторов, коммерческое применение возможно в течение 3–5 лет, что откроет путь к созданию фотонных процессоров для ускорения ИИ в областях обработки изображений, анализа текста и автономных систем.

Данная разработка устраняет ключевые ограничения современных ИИ — высокое энергопотребление и медленные расчёты. В будущем она позволит создавать компактные и экологичные устройства для задач, сегодня требующих суперкомпьютеров — от медицинской диагностики до климатического моделирования. Учёные уже ведут переговоры с технологическими компаниями о внедрении решения в существующие платформы.

Источник: iXBT