Инженеры Пенсильванского университета разработали чип, который использует световые волны, а не электричество, для выполнения сложных математических вычислений, необходимых для обучения искусственного интеллекта (ИИ). Этот чип потенциально может радикально ускорить скорость работы компьютеров, а также снизить их энергопотребление.

Конструкция чипа объединяет исследования в области манипулирования материалами на наноуровне для выполнения математических вычислений с использованием света с классической кремниевой платформой. Исследователи стремились создать устройство для выполнения умножения векторных матриц — основной математической операции, используемой при разработке и функционировании нейронных сетей.

Вместо кремниевой пластины одинаковой высоты, нужно сделать пластинку тоньше, например, на 150 нм, но только в определенных местах, объясняют ученые свою идею. Эти изменения высоты — без добавления каких-либо других материалов — обеспечивают контроль за распространением света через чип. Распределенные изменения высоты вызывают рассеивание света по определенным шаблонам, что позволяет чипу выполнять математические расчеты со скоростью света.

Исследователи отмечают, что устройство готового к масштабированию и реальному производству. Они полагают, что такие чипы могут заменить существующие графические процессоры, которые активно используются при обучении нейросетей и больших языковых моделей ИИ.

Помимо высокой скорости и меньшего энергопотребления, чип обеспечивает конфиденциальность, отмечают исследователи. Поскольку многие вычисления могут выполняться одновременно, нет необходимости хранить чувствительную информацию в рабочей памяти компьютера, делая его практически неуязвимым для взлома. «Никто не сможет взломать несуществующую память, чтобы получить доступ к вашей информации», добавляют авторы исследования.