運(yùn)用人工智能已經(jīng)是世界發(fā)展的大趨勢,而人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能的其中一種重要模式,它能夠?qū)W習(xí)以及進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,故用途極廣,包括容貌辨識(shí)、電腦視像、醫(yī)學(xué)診斷、語音辨識(shí)、自然語言處理、汽車無人駕駛以及思考策略游戲的對(duì)策。

一支包括香港城市大學(xué)學(xué)者在內(nèi)的國際科研團(tuán)隊(duì),早前便成功實(shí)現(xiàn)了全球最快、最強(qiáng)的人工智能光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器,其運(yùn)作速度能達(dá)到每秒超過10萬億次,比舊有的同類單一光學(xué)處理器快了將近一千倍,能處理超大量、高達(dá)25萬像素的超高解像度的圖像,而這是以往其他光學(xué)處理器根本無法做到的。新處理器能打破舊有速度紀(jì)錄,當(dāng)中的“光頻微梳芯片” (optical micro-comb chip) 正是關(guān)鍵所在。

裝置內(nèi)藏朱博士的集成光頻微梳芯片。

這塊光頻微梳芯片由香港城大物理學(xué)系朱世德教授以及中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所Brent E. Little博士合作研發(fā),其主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)微環(huán)諧振器,能夠產(chǎn)生一種光頻效應(yīng)叫“微梳”,即在同一時(shí)間能制造出大量既均勻、而且等距相隔的不同頻率線,恍如彩虹一樣,而一顆微梳芯片足以取代數(shù)十個(gè)不同波長的平行激光源。

香港城大物理學(xué)系副教授朱世德博士

由于單一個(gè)集成的光頻微梳源能于同一時(shí)間在時(shí)間、波長及空間三個(gè)維度交織數(shù)據(jù),新處理器便能對(duì)超大像素的圖像進(jìn)行高速的比較。研究團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用新處理器,對(duì)一批手寫的數(shù)字圖像成功進(jìn)行人工智能辨識(shí),辨識(shí)準(zhǔn)確率高達(dá)88%。

更重要的是,現(xiàn)行廣泛使用的電子處理器的能力及速度因?yàn)殡娮铀俾势款i問題而受到限制,但微梳比其他光源更細(xì)小及快速,而且光頻微梳不會(huì)出現(xiàn)“電子速率瓶頸”問題。另外,團(tuán)隊(duì)開發(fā)的微梳芯片擁有極低耗損率及極高質(zhì)素的優(yōu)點(diǎn),能夠產(chǎn)生非常均勻及一致的頻率線,對(duì)于制作非常有效率的光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器十分有利。

雖然由國際科企巨頭如Google等研制的最先進(jìn)電子處理器的運(yùn)行速度可以更高,但那是依賴了數(shù)以萬計(jì)的微處理器并行運(yùn)作,才能達(dá)到的成果。而這次研究中,團(tuán)隊(duì)只利用了一顆光學(xué)處理器就達(dá)到超高速的效果,說明香港城大團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)的集成光頻微梳芯片,在未來將有著不可預(yù)估、巨大的應(yīng)用潛能。

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