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cyqdesign

2011-07-21 11:30

美國開發(fā)光子神經(jīng)元運算系統(tǒng)將帶來計算機(jī)速度革命

美國普林斯頓大學(xué)和航空與國防技術(shù)公司洛克希德-馬丁公司合作，正在進(jìn)行一項名為“光子神經(jīng)元” （photonicneuron）的計劃，旨在用一種光纖計算設(shè)備模擬腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運算模式，開發(fā)出一種幾乎瞬間就能作出決策的數(shù)字系統(tǒng)。這種設(shè)備和神經(jīng) 元很像，但速度要超過神經(jīng)元10億倍。研究人員稱該計劃如果成功，將帶來計算機(jī)處理速度的真正革命。

該計劃開始于2008年，由普林斯頓電學(xué)工程教授鮑爾-布拉克諾和洛克希德-馬丁公司先進(jìn)技術(shù)實驗室基礎(chǔ)工程師、神經(jīng)科學(xué)家大衛(wèi)-羅森布魯斯領(lǐng)導(dǎo)。

無論是大腦中的還是外圍神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元，都和其他神經(jīng)元互相連接，通過電脈沖彼此溝通。神經(jīng)元接收到一個電脈沖，然后決定是否發(fā)出自身信號，把信息傳給余下的網(wǎng)絡(luò)。這就是神經(jīng)計算的基礎(chǔ)。

在緊急時刻，人或動物都要迅速作出決策：如一只瞪羚被一只非洲獵豹追逐時，必須在瞬間決定向左跑還是向右跑；面對飛過來的棒球，棒球選手也必須在幾分之一秒內(nèi)根據(jù)各種跡象判斷如何揮擊。這種腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在生死關(guān)頭的剎那計算，為光子計算的工作原理提供了線索。

“我們正在把各種典型的神經(jīng)信息處理方式，如學(xué)習(xí)、抑制行為轉(zhuǎn)移到光纖電路中，但這不是在努力復(fù)制大腦中的東西，而是模擬大腦中的運算，并以計算機(jī)的純數(shù)字系統(tǒng)方式實現(xiàn)。”羅森布魯斯說。

此外，研究人員也一直在尋找突破電路本身速度限制的方法。如果使用電流，信息處理速度還要受導(dǎo)線電阻這一終極限制，如果不用電導(dǎo)線而用光纖，信息就能以接近光速傳播。在傳統(tǒng)光纖通訊中，只在遠(yuǎn)距傳輸過程中以光的形式傳輸信息，到達(dá)目的地后還要經(jīng)過信息轉(zhuǎn)換過程將光子信息轉(zhuǎn)換為電子來處理。而在新實驗中，仍以光代碼形式來處理信息，這要比用電流快得多。