شبکه عصبی همه نوری از محاسبه موازی برای حل مسئله سرعت استفاده می کند

محققان دانشگاه علم و فناوری هونگ کونگ در اقدامی جهت استفاده عملی از شبکه های عصبی نوری در مقیاس بزرگ ، یک شبکه عصبی مصنوعی چند لایه چند لایه را نشان داده اند.

در شبکه های عصبی نوری ترکیبی معمولی ، اجزای نوری بطور معمول برای کارهای خطی مورد استفاده قرار می گیرند ، در حالی که توابع فعال سازی غیرخطی - توابع شبیه سازی نحوه پاسخ نورون ها در مغز انسان - بصورت الکترونیکی اجرا می شوند ، زیرا نوری غیرخطی معمولاً به لیزرهای پرقدرت نیاز دارد. برای پیاده سازی در یک شبکه عصبی نوری.

محققان یک شبکه عصبی تمام نوری ساخته و آزمایش کردند که در آن عملیات خطی توسط مدولاتورهای نور فضایی و لنزهای فوریه برنامه ریزی شده بود ، در حالی که توابع فعال سازی نوری غیرخطی با استفاده از اتمهای خنک کننده با لیزر با شفافیت ناشی از الکترومغناطیسی محقق می شوند.

پروفسور شنوانگ دو گفت: "این اثر ناشی از نور می تواند با قدرت لیزر بسیار ضعیف حاصل شود." از آنجا که این اثر مبتنی بر تداخل کوانتومی غیرخطی است ، محققان تصور کردند که می توان سیستم خود را در یک شبکه عصبی کوانتومی گسترش داد که بتواند مشکلاتی را حل کند که با روش های کلاسیک قابل حل نیست.

محققان برای تأیید امکان سنجی رویکردشان ، یک شبکه عصبی دو لایه ، کاملاً متصل ، با 16 ورودی و دو خروجی ساختند. این تیم از شبکه تمام نوری خود برای طبقه بندی مراحل و مراحل بی نظمی مدل ایسینگ ، مدل آماری مغناطیس استفاده کرد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی تمام نوری به اندازه یک شبکه عصبی مبتنی بر رایانه کاملاً آموزش دیده دقیق بود.

محققان گفتند که سیستم سخت افزاری برای شبکه تمام نوری آنها برای برنامه های مختلف بدون نیاز به اصلاح ساختار بدنی قابل تنظیم است. آنها قصد دارند رویکرد همه نوری خود را به شبکه های عصبی عمیق همه نوری در مقیاس بزرگ با معماری های پیچیده طراحی شده برای برنامه های خاص مانند تشخیص تصویر گسترش دهند. این مرحله بعدی نشان می دهد که استفاده از محاسبات موازی برای شبکه های عصبی تمام نوری می تواند در مقیاس های بزرگتر کار کند.

دو گفت: "اگرچه کار ما اثبات اصل است ، اما نشان می دهد که در آینده ممکن است نسخه های نوری هوش مصنوعی توسعه یابد."

پروفسور جونوی لیو گفت: "طرح تمام نوری ما می تواند یک شبکه عصبی را فعال کند که ضمن صرف انرژی کمی ، محاسبات موازی نوری را با سرعت نور انجام می دهد." "شبکه های عصبی تمام نوری در مقیاس بزرگ می توانند برای برنامه های مختلف از تشخیص تصویر گرفته تا تحقیقات علمی استفاده شوند."