光子神經形態晶片

光子神經形態晶片是由美國普林斯頓大學的科研團隊2016年11月研製成功的，晶片具有超快速度計算功能。

基本信息

• 英文名：光子神經形態晶片

• 研製：美國普林斯頓大學
• 核心：節點神經元
• 屬性：晶片

簡介

神經形態晶片

2016年11月，美國普林斯頓大學的科研團隊研製出全球首枚光子神經形態晶片，該晶片有望開啟一個全新的光子計算產業。普林斯頓大學亞力山大·泰特團隊的新成果是利用光子解決了神經網路電路速度受限這一難題。神經網路電路已在計算領域掀起風暴。科學家希望製造出更強大的神經網路電路，其關鍵在於製造出能像神經元那樣工作的電路，或稱神經形態晶片，但此類電路的主要問題是要提高速度。光子計算是計算科學領域的“明日之星”。與電子相比，光子擁有更多頻寬，能快速處理更多數據。但光子數據處理系統製造成本較高，因此一直未被廣泛採用。

核心

團隊研製出的光子神經網路的核心是一種光學設備——其中的每個節點擁有神經元一樣的回響特徵。這些節點採用微型圓形波導的形式，被蝕刻進一個光可在其中循環的矽基座內。當光被輸入，接著會調節在閾值處工作的雷射器的輸出，在此區域中，入射光的微小變化都會對該雷射的輸出產生巨大影響。

原理

該光學設備的原理在於：系統中的每個節點都使用一定波長的光，這一技術被稱為波分復用。來自各個節點的光會被送入該雷射器，而且雷射輸出會被反饋回節點，創造出一個擁有非線性特徵的反饋電路。關於這種非線性能模擬神經行為的程度，研究表明其輸出在數學上等效於一種被稱為“連續時間遞歸神經網路（CTRNN）”的設備，這說明CTRNN的編程工具可以套用於更大的矽光子神經網路。