Технологии

Ученые создали ИИ, работающий на световых сигналах вместо электрических

Nature: ИИ на сигналах света сокращает затраты на вычисления
1200 800 600 400 600 600 200 200 895 505

Фреймворк для глубокого обучения, способный работать на оптическом оборудовании, разработали исследователи из Токийского университета совместно с коллегами из телекомпании NTT. Описание технологии опубликовано в журнале Nature Computational Science.

Подход объединяет метод обучения SS-DFA и упрощенную архитектуру single-map framework. Традиционное обучение требует фиксировать промежуточные состояния системы, чтобы затем вернуться назад и подкорректировать параметры. Новый метод обходит это требование: для настройки используются только итоговая ошибка и сведения о самой системе. Архитектура, в свою очередь, построена на множестве однотипных блоков, подчиняющихся общим правилам, вместо сложной сети уникальных связей.

Авторы проверили идею в компьютерных симуляциях и на оптической установке с 200-метровым оптоволокном, где информация преобразуется в свет, проходит через волоконную петлю и возвращается в электрический сигнал для анализа. Упрощенная схема не уступила, а в ряде тестов превзошла классические нейросети, требуя при этом значительно меньше вычислений. Свет переносит данные быстрее электрических сигналов, позволяет вести параллельную обработку и почти не выделяет тепла, что обещает экономию энергии на вычислениях и охлаждении будущих дата-центров ИИ.

«Мы захотели переосмыслить сам процесс обучения, чтобы физические системы могли выполнять вычисления более естественно, — рассказал аспирант Токийского университета Юнбо Чжан. — Для этого мы обратились к формату вычислений, использующему свет вместо электрических сигналов, но ради этого пришлось изменить и сам принцип обучения».

В предшествующей работе команда показала, что сложные паттерны активности естественным образом возникают в глубоких нейросетях, включая языковые модели, и предположила, что их можно использовать для улучшения обработки информации. Новая работа доказала применимость этих принципов на оптической системе. В планах авторов — масштабировать подход до крупных языковых и мультимодальных моделей, а также миниатюризировать систему до чипа, способного обрабатывать данные прямо в смартфонах, камерах и беспилотных автомобилях.

Ранее сообщалось, что в России придумали, как исправлять ошибки при передаче данных с меньшими затратами.