根据《麻省理工技术评论》杂志网站近日报道，美国普林斯顿大学研究团队研发出全球首款光子神经形态芯片，并证明其可以超快计算速度。该芯片有望开启一个全新的光子计算产业。普林斯顿大学AlexanderTait团队的新成果使用光子来解决神经网络电路的限速问题。神经网络电路席卷了计算界。科学家们希望创造出更强大的神经网络电路。关键在于创建像神经元或神经形态芯片一样工作的电路，但此类电路的主要问题是提高速度。光子计算是计算科学领域的“后起之秀”。与电子相比，光子具有更大的带宽，可以更快地处理更多数据。然而，光子数据处理系统的制造成本很高，因此尚未得到广泛采用。该团队光子神经网络的核心是一个光学设备——每个节点都具有类似神经元的响应特性。这些节点采用微型圆形波导的形式，蚀刻在硅基中，光可以通过硅基循环。当光输入时，它会调制在阈值运行的激光器的输出，在该区域，入射光的微小变化会对激光器的输出产生很大影响。这种光学设备的原理是系统中的每个节点都使用特定波长的光，这种技术称为波分复用。来自每个节点的光被馈入激光器，激光输出被反馈到节点，形成具有非线性特性的反馈电路。关于这种非线性可以在多大程度上模拟神经行为，研究表明它的输出在数学上等同于一种称为“连续时间递归神经网络(CTRNN)”的设备，这表明CTRNN的编程工具可以应用于更大硅光子神经网络。泰特团队使用具有49个节点的硅光子神经网络来模拟某种微分方程的数学问题，并将其与普通的中央处理器进行比较。结果表明，光子神经网络在这项任务中的速度提高了三个数量级。据研究人员称，这可能会开辟一个全新的光子计算产业。“硅光子神经网络可能成为用于可扩展信息处理的更大硅光子系统家族的‘领导者’，”泰特说。
