Самарские ученые научились превращать лучи лазера в фотонные нейроны

Искусственный интеллект – одно из самых актуальных направлений в науке и технике сегодня.

Самарские ученые провели исследование, в результате которого им удалось определить способ преобразования лучей лазера в фотонные нейроны. Это открытие может стать ключевым при разработке оптических нейросетей нового поколения. По мнению специалистов из пресс-службы Самарского университета имени Королева, для дальнейшего развития искусственного интеллекта необходимы инновационные технические решения.

Новые технологии требуют новых подходов, и одним из перспективных решений является создание нейроморфных процессоров, похожих на человеческий мозг. Эти процессоры могут быть построены на основе фотоники в форме комплекса оптических нейросетей. Разработка таких систем открывает новые возможности для применения искусственного интеллекта в различных областях, от медицины до техники безопасности.

Создание оптических нейросетей на базе фотоники представляет собой перспективное направление в развитии технологий искусственного интеллекта. Эти инновационные решения могут привести к значительному улучшению производительности и эффективности систем, основанных на машинном обучении и анализе данных.

Исследования нашей научной группы сосредоточены на анализе перспектив использования в нейросетях определенного типа лазеров, известных как VCSEL ("виксели"). Эту информацию поделился Антон Кренц, старший научный сотрудник Научно-образовательного центра физики неравновесных открытых систем Самарского университета и научный сотрудник Самарского филиала Физического института имени Лебедева РАН. Он отметил, что широкий спектр возможностей "викселей" в качестве фотонных нейронов связан с их широкоапертурностью, что позволяет формировать широкий пучок света.

Ученые выделяют важность использования "викселей" в нейросетях и подчеркивают, что их широкоапертурные свойства открывают новые перспективы для создания эффективных фотонных систем. Это позволяет улучшить процессы передачи информации и обработки данных в нейронных сетях, что является ключевым аспектом в современной науке и технологиях. Кроме того, использование VCSEL в качестве фотонных нейронов может привести к разработке более компактных и энергоэффективных устройств для обработки информации.

Исследователи обнаружили, что лазеры могут генерировать не только узкий фокусированный луч, но и расходящийся пучок, проявляющий хаотическую динамику. Они вычислили параметры, при которых возникает сильно расходящийся пучок, и выявили, что в этом состоянии лазеры способны образовывать сложные упорядоченные пространственно-временные структуры. Ученые также определили условия, при которых это явление происходит, и описали типы структур, которые могут возникать.

"Возможность управлять хаотической динамикой "викселей" открывает перспективы для создания нанолазеров - полупроводниковых устройств размером всего в несколько сотен нанометров. Эти нанолазеры могут найти применение в различных областях, включая медицину, телекоммуникации и, прежде всего, в развитии технологий искусственного интеллекта", - подчеркнул Кренц.

В перспективе ученые считают, что на основе фотонных нейронов можно будет создавать миниатюрные оптические нейронные сети нового поколения. Эти сети будут скоростными, энергоэффективными и по своей структуре напоминающими мозг живых существ. Такие технологии могут иметь широкое применение в различных областях, от искусственного интеллекта до медицинских устройств.

Использование фотонных нейронов в создании оптических нейронных сетей открывает перед наукой новые горизонты. Эти сети смогут работать на порядки быстрее и эффективнее, чем существующие аналоги, что значительно ускорит развитие технологий и науки в целом.

Оптические нейронные сети, построенные на основе фотонных нейронов, могут стать ключевым элементом в создании искусственного интеллекта следующего поколения. Их потенциал в обработке информации и анализе данных может привести к революционным изменениям во многих отраслях, от технологий до медицины.

Источник и фото - ria.ru