Problema este că această cascadă necesită calcule paralele masive care, atunci când sunt făcute pe computere standard, necesită tone de energie și timp. Echipa lui Bandyopadhyay consideră că această problemă poate fi rezolvată prin efectuarea operațiunilor echivalente folosind fotoni mai degrabă decât electroni. În cipurile fotonice, informațiile pot fi codificate în proprietăți optice precum polarizarea, fază, magnitudine, frecvență și vector de undă. Deși acest lucru ar fi extrem de rapid și eficient din punct de vedere energetic, construirea unor astfel de cipuri nu este ușoară.
Sifonarea luminii
„În mod convenabil, fotonica s-a dovedit a fi deosebit de bună la operațiunile cu matrice liniară”, susține Bandyopadhyay. Un grup de la MIT condus de Dirk Englund, un profesor care este co-autor al studiului lui Bandyopadhyay, a demonstrat un cip fotonic care face multiplicarea matricei în întregime cu lumină. în 2017. Totuși, domeniul cu care s-a luptat a fost implementarea funcțiilor neliniare în fotonică.
Soluția obișnuită, până acum, s-a bazat pe ocolirea problemei făcând algebră liniară pe cipuri fotonice și descărcarea operațiunilor neliniare către electronicele externe. Acest lucru, totuși, a crescut latența, deoarece informațiile trebuiau convertite din semnale luminoase în semnale electrice, procesate pe un procesor extern și convertite înapoi în lumină. „Și reducerea latenței este motivul principal pentru care dorim să construim rețele neuronale în fotonică”, spune Bandyopadhyay.
Pentru a rezolva această problemă, Bandyopadhyay și colegii săi au proiectat și construit ceea ce probabil va fi primul cip din lume care poate calcula întreaga rețea neuronală profundă, inclusiv operațiuni liniare și neliniare, folosind fotoni. „Procesul începe cu un laser extern cu un modulator care alimentează cip cu lumină printr-o fibră optică. În acest fel convertim intrările electrice în lumină”, explică Bandyopadhyay.
Lumina este apoi distribuită în șase canale și alimentată într-un strat de șase neuroni care efectuează multiplicarea matricei liniare folosind o serie de dispozitive numite interferometre Mach-Zehnder. „Sunt în esență separatoare de fascicule programabile, care preiau două câmpuri optice și le amestecă în mod coerent pentru a produce două câmpuri optice de ieșire. Prin aplicarea tensiunii, puteți controla cât de mult se amestecă cele două intrări”, spune Bandyopadhyay.
Comentarii recente