據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)的研究人員研制出一種硅芯片，它具有精準分發(fā)光信號的能力，為未來的神經(jīng)網(wǎng)絡研究提供了一種潛在設(shè)計方法。
人腦擁有數(shù)十億神經(jīng)元(神經(jīng)細胞)，每個神經(jīng)元之間都存在著上千個連接點。許多研究項目致力于制造人工神經(jīng)網(wǎng)絡電路來模擬大腦，但是，像半導體電路這類傳統(tǒng)電子器件，通常無法滿足正常運作的神經(jīng)網(wǎng)絡中極其復雜的線路需求。NIST團隊使用光取代電流作為信號媒介，加快了信號傳播速度，并消除了電荷干擾。該團隊物理學家杰夫?奇利斯稱：“光的優(yōu)點在于可進一步優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡的性能，使其能進行精確的科學性數(shù)據(jù)分析，可用于量子信息科學等，并加速高智能無人駕駛汽車控制系統(tǒng)的開發(fā)研究?！?/p>
報道稱，NIST設(shè)計的芯片通過兩層光子波導的垂直堆疊，攻克了光信號應用中的主要難題。這種結(jié)構(gòu)將光限制于狹小路線中進行光信號路由，很大程度上類似于采用電線路由電信號。這種三維設(shè)計使復雜的路由機制得以運行，進而完成模仿神經(jīng)系統(tǒng)運作過程的必要步驟。研究人員表示，激光通過光纖傳輸?shù)叫酒?，根?jù)選定的光的強度及分布模式，芯片會將每個輸入路由到輸出組。通過輸出信號圖像評估結(jié)果表明：最終輸出高度均勻、誤差率低，實現(xiàn)了精準的功率分布。
該研究成果的意義在于：一是運用三維設(shè)計模型實現(xiàn)更多的光學傳輸連接，其二是新型測量技術(shù)的成功開發(fā)使光子系統(tǒng)中眾多器件的特性得以體現(xiàn)。今后隨著人們對光電子神經(jīng)系統(tǒng)的大規(guī)模深入研究，這兩方面的突破將會起到至關(guān)重要的作用。
(譚朝文 摘編自鳳凰網(wǎng))