الحوسبة الضوئية للتنسور بلقطة واحدة لأداء الذكاء الاصطناعي من الجيل القادم
تعمل الحوسبة الضوئية للتنسور بلقطة واحدة على إعادة تشكيل كيفية معالجة أنظمة الذكاء الاصطناعي للمجموعات الضخمة من البيانات في السنوات القادمة. يستكشف الباحثون كيف يمكن للضوء أن يحل محل الدوائر الإلكترونية لتقديم أداء حسابي أسرع وأكثر كفاءة. مع تزايد طلب نماذج الذكاء الاصطناعي للمزيد من الطاقة والسرعة، تقدم الطرق الضوئية مسارًا يتجنب قيود وحدات معالجة الرسومات التقليدية.
معالجة التنسور الضوئية لتسريع الذكاء الاصطناعي
يعتمد الذكاء الاصطناعي الحديث بشكل كبير على عمليات التنسور لتحليل الصور وفهم اللغة والتعرف على الأنماط. تتعامل المعالجات الإلكترونية مع هذه المهام في خطوات متتالية متعددة. ومع ذلك، يقوم الضوء بالعديد من هذه العمليات في وقت واحد بسبب تفاعلاته الفيزيائية الطبيعية. يزيد هذا السلوك المتوازي من السرعة، ويقلل من استخدام الطاقة، ويحسن قابلية التوسع.
طور فريق بقيادة الدكتور يوفنغ تشانغ في جامعة آلتو طريقة تكمل حسابات التنسور المعقدة في حركة واحدة للضوء. تقنيتهم، التي تسمى
ترميز البيانات في موجات الضوء
قام الباحثون بتضمين المعلومات الرقمية في سعة وطور موجات الضوء. عندما تتحرك هذه الموجات عبر النظام الضوئي، فإنها تقوم تلقائيًا بإجراء التحويلات الرياضية. كل تفاعل يعيد تشكيل المجال الضوئي بطريقة تعكس الحساب المطلوب.
معالجة التنسور متعددة الأطوال الموجية
قام الفريق بتوسيع النظام باستخدام عدة أطوال موجية للضوء. يعمل كل طول موجي كقناة معالجة منفصلة. يسمح هذا للنظام بإجراء عمليات التنسور ذات الرتبة الأعلى بالتوازي دون زيادة استهلاك الطاقة. والنتيجة هي إطار حوسبة ضوئية قابل للتوسع وفعال من حيث استهلاك الطاقة.
إطار ضوئي سلبي وقابل للتوسع
أحد أقوى مزايا الحوسبة الضوئية للتنسور بلقطة واحدة هو تشغيلها السلبي. لا يعتمد النظام على الإلكترونيات النشطة أثناء الحساب. تقوم تفاعلات الضوء بأداء المهام الضرورية بنفسها، مما يقلل من استخدام الحرارة والطاقة. لاحظ فريق البحث أن الطريقة يمكن أن تتناسب مع مجموعة واسعة من المنصات الضوئية، بما في ذلك الرقائق الضوئية المصممة لأنظمة الذكاء الاصطناعي المستقبلية.
نحو جيل جديد من أجهزة الذكاء الاصطناعي القائمة على الضوء
يهدف الباحثون الآن إلى تكييف الطريقة مع الأجهزة التي تستخدمها شركات التكنولوجيا الكبرى بالفعل. سيسهل هذا إدخال المعالجات الضوئية دون إعادة تصميم الأنظمة الحالية. يتوقع الدكتور تشانغ أن تصل الحوسبة الضوئية للتنسور بلقطة واحدة إلى التطبيق العملي في غضون ثلاث إلى خمس سنوات.
التطبيقات المستقبلية عبر الصناعات
يمكن أن توفر معالجات الذكاء الاصطناعي القائمة على الضوء فوائد كبيرة في أي مجال يعتمد على الحسابات واسعة النطاق. وتشمل هذه التصوير الطبي، والأنظمة المستقلة، ونماذج اللغة، والمحاكاة العلمية، وتحليل البيانات في الوقت الفعلي. يتطلب كل من هذه المجالات عمليات تنسور سريعة تستفيد من سرعة الضوء وانخفاض استهلاك الطاقة.
خطوة نحو أنظمة الذكاء الاصطناعي فائقة السرعة
يوضح تطوير هذه الطريقة الضوئية كيف يمكن للفوتونيات أن تغير مستقبل الحوسبة. مع نمو أحمال عمل الذكاء الاصطناعي، تواجه الأجهزة الإلكترونية حدودًا فيزيائية واضحة. توفر المعالجات القائمة على الضوء طريقة لتحقيق أداء أعلى مع الحفاظ على كفاءة استخدام الطاقة. يمثل التقدم المستمر في الحوسبة الضوئية للتنسور بلقطة واحدة خطوة مهمة نحو جيل جديد من بنيات الذكاء الاصطناعي الضوئية المصممة للسرعة وقابلية التوسع والكفاءة على المدى الطويل.
اقرأ أيضًا: أجهزة الكمبيوتر ذات الدماغ البشري: مستقبل الحوسبة الحيوية.
