新型超小型光基芯片以光速处理数据，精度极高

随着人工智能模型日益复杂，传统电子硬件难以满足计算速度和能源需求。传统的计算机芯片通过推动带电粒子来处理信息，这一过程本身会产生大量热量，在产生热量的同时还需要大量电力。为了克服这一计算瓶颈，悉尼大学的研究人员设计出了一种超小型光子芯片，可以利用光进行数学计算。

研究人员利用先进的计算机模拟，精确绘制出光波在三维空间中的相互作用，从而设计出了这种处理器。这种设计方法使他们能够使用微小的物理构件--每个构件都比一个波长的光还小--作为可调整的数据点。这种特定的方法产生了惊人的计算密度，每平方毫米大约有 4 亿个参数。由此产生的纳米结构非常小，直径只有几十微米，大约相当于人类头发的宽度。

当光线穿过这些错综复杂的纳米结构时，芯片的物理几何结构会自动执行机器学习所需的数学运算。由于整个系统是根据光子的运动来运行的，因此计算以万亿分之一秒的速度完成。

为了验证原型，研究团队让光子神经网络对 1 万多张生物医学图像进行分类，包括胸部、乳房和腹部扫描。该系统在物理实验中的分类准确率约为 90%，在模拟中的准确率高达 99%。通过将人工智能功能直接嵌入纳米级结构，研究人员建立了一个高度可扩展的高能效平台，可大幅减少未来计算基础设施对环境的巨大影响。