Дослідники з Пенсильванського Університету працюють над технологією, яка в майбутньому може змінити принцип роботи систем штучного інтелекту. Замість електронів вони пропонують використовувати світло. Точніше, спеціальні частинки світло-матерії, які здатні передавати інформацію швидше та з меншими витратами енергії.
Нова технологія ШІ
Ідея з’явилася на тлі проблем, із якими стикаються сучасні системи ШІ. Чим потужнішими стають моделі штучного інтелекту, тим більше енергії потрібно для роботи серверів та чипів. Електрони, на яких побудована сучасна електроніка ще з часів комп’ютера ENIAC, створюють тепло й опір під час руху через матеріали. Через це системи споживають багато електроенергії та потребують складного охолодження.
Команда фізиків під керівництвом Бо Чжена вирішила перевірити, чи можуть фотони (частинки світла) взяти на себе частину обчислень. Світло здатне дуже швидко передавати інформацію майже без втрат енергії. Однак проблема у тому, що фотони майже не взаємодіють між собою, а це заважає виконувати логічні операції, потрібні для роботи комп’ютерів.
Щоб обійти це обмеження, вчені створили екситон-поляритони – гібридні квазічастинки, які поєднують властивості світла та матерії. Вони виникають під час зв’язування фотонів з електронами всередині надтонкого напівпровідника.
Саме ці частинки дозволили дослідникам реалізувати повністю оптичне перемикання сигналів із надзвичайно низьким енергоспоживанням – 4 квадрильйонні джоулі. Це настільки мала кількість енергії, що її недостатньо навіть для короткого живлення маленького світлодіода.
Зараз багато фотонних чіпів ШІ уже використовують світло для окремих обчислень. Але коли системі потрібно виконати складніші операції, сигнали доводиться постійно перетворювати зі світлових на електричні й назад. Це уповільнює роботу та збільшує витрати енергії.
Проте в Університеті вважають, що їхня технологія в майбутньому може дозволити створювати чіпи, які працюватимуть майже повністю на світлі.