Используются звуковые волны для фотонного машинного обучения

00:21, 20 Апр.

Использование звуковых волн для фотонного машинного обучения: исследование закладывает основу для реконфигурируемых нейроморфных строительных блоков. Оптические нейронные сети могут обеспечить высокоскоростное решение большой емкости, необходимое для решения сложных вычислительных задач.

Однако для полного раскрытия их потенциала потребуются дальнейшие успехи. Одной из проблем является возможность реконфигурации оптических нейронных сетей.

Исследовательская группа Стиллера в Институте науки о свете Макса Планка в сотрудничестве с исследовательской группой Энглунда в Массачусетском технологическом институте теперь преуспела в том, чтобы заложить основу для новых реконфигурируемых нейроморфных строительных блоков, добавив новый измерение фотонного машинного обучения: звуковые волны.

Их выводы опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи используют свет для создания временных акустических волн в оптическом волокне .

Звуковые волны, генерируемые таким образом, могут, например, обеспечить повторяющуюся функциональность в телекоммуникационном оптическом волокне, что важно для интерпретации контекстной информации, такой как язык.

Искусственный интеллект сейчас стал обычным явлением и помогает нам решать повседневные задачи. Языковые модели, такие как ChatGPT, способны создавать естественно сформулированные тексты и структурировать абзацы, что помогает нам сократить административные накладные расходы.

Обратной стороной являются огромные потребности в энергии, а это означает, что по мере развития этим интеллектуальным устройствам потребуются новые решения для ускорения обработки сигналов и снижения энергопотребления.

Нейронные сети могут стать основой искусственного интеллекта.

Их создание в виде оптических нейронных сетей, основанных на свете, а не на электрических сигналах, обещает обработку больших объемов данных на высоких скоростях и с высокой энергоэффективностью.

Однако на сегодняшний день многие экспериментальные подходы к реализации оптических нейронных сетей основаны на фиксированных компонентах и устойчивых устройствах.

Теперь международная исследовательская группа под руководством Биргит Стиллер из Института науки о свете Макса Планка в сотрудничестве с Дирком Инглундом из Массачусетского технологического института нашла способ создавать реконфигурируемые строительные блоки на основе звуковых волн для фотонного машинного обучения.

В своем экспериментальном подходе исследователи используют тонкие оптические волокна, которые уже используются во всем мире для быстрого подключения к Интернету.

Ключом к изобретению является создание с помощью света бегущих звуковых волн, которые управляют последующими вычислительными этапами оптической нейронной сети.

Оптическая информация обрабатывается и соотносится с акустическими волнами.

Звуковые волны имеют гораздо большее время передачи, чем оптический информационный поток. Поэтому они дольше остаются в оптическом волокне и могут быть поочередно связаны с каждым последующим этапом обработки.

Уникальность этого процесса заключается в том, что он полностью контролируется светом и не требует сложных конструкций и преобразователей.

«Я очень рад, что мы приступили к этому новому направлению исследований, новаторски используя звуковые волны для управления оптическими нейронными сетями.

Результаты наших исследований могут послужить толчком к разработке новых строительных блоков для новых архитектур фотонных вычислений», — говорит Доктор Биргит Стиллер, руководитель исследовательской группы квантовой оптоакустики.

Первым строительным блоком, экспериментально продемонстрированным командой, является рекуррентный оператор — технология, широко используемая в области рекуррентных нейронных сетей.

Он позволяет связать ряд вычислительных шагов и, следовательно, обеспечивает контекст для каждого отдельного выполняемого шага расчета.

Например, в человеческом языке порядок слов может определять значение предложения. Например, два предложения «Она решила исследовать проблему» и «Она решила бросить вызов исследованию» состоят из одних и тех же слов, но имеют разное значение.

Это происходит из-за разных контекстов, создаваемых порядком слов. Традиционная полностью подключенная нейронная сеть на компьютере сталкивается с трудностями при захвате контекста, поскольку ей требуется доступ к памяти.

Чтобы решить эту проблему, нейронные сети были оснащены повторяющимися операциями, которые активируют внутреннюю память и способны захватывать контекстную информацию.

Хотя эти рекуррентные нейронные сети легко реализовать в цифровом виде, аналогичная реализация в оптике является сложной задачей, и до сих пор для обеспечения памяти использовались искусственные полости.

Теперь исследователи использовали звуковые волны для реализации рекуррентного оператора.

В результате оптоакустический рекуррентный оператор (OREO) использует внутренние свойства оптического волновода без необходимости использования искусственного резервуара или новых конструкций.

Преимущество OREO состоит в том, что он полностью контролируется оптически, что позволяет программировать оптоакустический компьютер на основе импульса за импульсом.

Например, исследователи впервые использовали это для оптической реализации рекуррентного отсева — метода регулирования, который ранее использовался только для повышения производительности цифровых рекуррентных нейронных сетей.

OREO использовался для распознавания до 27 различных шаблонов, демонстрируя свою способность обрабатывать контекст.

«Полностью оптическое управление OREO — это мощная функция. Особенно возможность программировать систему на импульсной основе дает несколько дополнительных степеней свободы. Использование звуковых волн для фотонного машинного обучения нарушает статус-кво, и я очень хочу увидеть, как эта область будет развиваться в будущем», — говорит Стивен Беккер, аспирант лаборатории Стиллера.

В будущем использование звуковых волн для оптических нейронных сетей может открыть новый класс оптических нейроморфных вычислений, которые можно будет спонтанно реконфигурировать и которые позволят осуществлять крупномасштабные вычисления в памяти в нынешней телекоммуникационной сети.

Кроме того, от этого подхода могут выиграть встроенные реализации оптических нейронных сетей, которые можно реализовать в фотонных волноводах без дополнительного электронного управления.

«Фотонное машинное обучение может иметь огромный потенциал для параллельной обработки информации и энергоэффективных операций.

Добавление акустических волн может способствовать этому начинанию с помощью полностью оптически управляемого и простого в использовании набора инструментов», — говорит доктор Биргит Стиллер.

Рубрика: Наука. Читать весь текст на android-robot.com.

Гаджеты недели 17 апреля 2024 года Предлагаем вашему вниманию: адаптер USB-C Dual 4K HDMI для двух мониторов 4К; портативная камера Baseline Vision для анализа теннисных игр; шумоподав...

Яндекс представил Алису нового поколения Яндекс представил Алису нового поколения — на основе нейросети YandexGPT. Впервые с виртуальным ассистентом можно будет общаться, как с умным вдумчив...

Эксперты ждут очередного Золотого мяча для Месси После триумфального выступления на футбольном чемпионате мира в Катаре лидер сборной Аргентины Лионель Месси стал основным претендентом на главную ин...

Топ-5 самых дорогих футболистов РПЛ составляют игроки «Зенита» Пока элитный футбольный дивизион России – Премьер-лига, находится на зимних каникулах, эксперты футбольного финансового рынка обновили ориентировочну...

Корпоративный центр опережающей подготовки откроет в 2024 году 51 предприятие Завершился конкурс на создание корпоративных центров опережающей подготовки (КЦОП) в 2024 году. КЦОП помогает сократить срок адаптации новых работник...

ТРИЗ на практике (Теория решения изобретательских задач) ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач) – это система методов и приемов, разработанная Генрихом Альтшуллером в середине XX века, с целью с...

В Самаре устанавливают желтые щиты с символикой дорожного нацпроекта: конструкции информируют горожан о ремонтных работах, запланированных в 2024 году В Самаре своевременно стартовали работы в рамках масштабного ремонта улично-дорожной сети по национальному проекту “Безопасные качественные дороги”. ...

В мире: США помешали Киеву сохранить Украину История срыва Стамбульских соглашений обрастает новыми подробностями. Выяснилось, что Россия, в отличие от США, была готова предоставить Киеву широки...

Политолог Федорова: Молодежь и предприниматели стали фундаментом поддержки партии «Новые люди» Партию «Новые люди» поддерживают молодые избиратели и предприниматели, она показывает на выборах результат на уровне ЛДПР и КПРФ. А объявленное в пят...

Intel демонстрирует сверхбыструю версию Thunderbolt Интерфейс обеспечивает обмен данными с периферийными устройствами на скорости 80 Гбит/с — как только что анонсированная спецификация USB4. Компания I...

OCS предлагает сервисы StormWall для защиты от DDoS-рисков и хакерских атак Компания StormWall предлагает рынку решения в области информационной безопасности — сервисы на основе искусственного интеллекта для защиты от DDoS-ат...

Какой смартфон Samsung купить в 2024 году: обзор моделей на любой бюджет Samsung не зря считается одним из лидеров рынка смартфонов. В ассортименте компании имеются самые разные гаджеты, которые подойдут и экономным пользо...

Как выбрать встроенный электрический духовой шкаф: главные правила Одного поварского таланта мало, чтобы приготовить вкусное блюдо. Нужна хорошая кухонная техника, в частности, духовой шкаф. Именно в нем получаются н...

Сборная команда Брянской области успешно выступила на Первенстве ЦФО по пауэрлифтингу В Туле завершилось Первенство Центрального федерального округа по пауэрлифтингу. Успешное выступление на соревновании продемонстрировала сборная спор...

В Брянске открыли завод по сбору грузовиков В Брянске открыли завод по сбору грузовиков из КНР Продавать продукцию будут под брендом BNM Мероприятие прошло 18 августа. На открытии присутствовал...

Захватывающая ничья Машука-КМВ против Химика в домашнем матче В упорной борьбе на своем стадионе ФК «Машук-КМВ» удержал нулевую ничью против соперника из Дзержинска, «Химика». На футбольном поле стадиона «Машук»...

RuStore поделился самыми популярными сервисами для туристов Подготовка к путешествию может быть простой и увлекательной благодаря новым сервисам и полезным советам. Ведущий менеджер продукта RuStore, Александр...

Перечислены способы уменьшить воспаление в организме и стать здоровее Ожидается, что к 2050 году каждому четвёртому жителю Великобритании будет 65 лет и больше. Хотя за последние годы наблюдается увеличение продолжитель...

Чемпионат Франции. «Ницца» разгромила «Лорьян», «Монако» Головина в воскресенье сыграет с «Брестом», «ПСЖ» – с «Лионом» В субботу «Ланс» сыграет с «Клермоном». В воскресенье «Гавр» Далера Кузяева примет «Метц», «Монако» Александра Головина проведет гостевой матч с «Бре...

Падин о Грухвиной в основной сборной: «Она попала на подготовку тренерским решением. Считаем ее перспективной спортсменкой» – Сложилось впечатление, что некоторые биатлонистки попали в команду по блату. Не могли бы объяснить, как принималось решение по Ане Грухвиной? – Она...

В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...

Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...

«Не вздумайте брать»: Роскачество предупредило всех, кто посещает «Пятерочку» и «Магнит» «Не вздумайте брать»: Роскачество предупредило всех, кто посещает «Пятерочку» и «Магнит» Это нужно знать всем Красная икра – традиционный деликатес, ...

«С субботы станет бесплатным для каждого пенсионера». Новая льгота вводится с 20 апреля «С субботы станет бесплатным для каждого пенсионера». Новая льгота вводится с 20 апреляЛюдей услышали Весна - время обновления и новых возможностей. ...

Что будет, если надолго задержать дыхание — рекорд составляет 24 минуты Существуют люди, которые могут задержать дыхание на более 20 минут Взрослый человек способен прожить без еды около 30 дней, особенно если он будет эк...

Что такое зомби-нейроны и как они помогают мозгу учиться? В мозге обнаружены так называемые «зомби-нейроны». Что это такое? Изображение: /i.natgeofe.com Мозг – самый сложный орган человеческого тел...

Экономические преимущества использования зеркал с подсветкой в ванной комнате В современном мире основное внимание уделяется не только эстетике, но и эффективности использования энергоресурсов в быту. Зеркало в ванную с подсвет...

Как выбрать правильный участок в Особой Экономической Зоне: Факторы для учета Компания, которая приобретает землю в особой экономической зоне, может получить преимущества. Большим преимуществом можно считать получение налоговых...

Жители Выгоничского района не довольны ситуацией с дорогами С приходом весны, как в Брянске, так и в целом в области ухудшилось состояние дорожной инфраструктуры. В районах области положение хуже, чем в област...

В Нью-Йорке мужчина поджег себя возле суда, рассматривающего уголовное дело Трампа Мужчина, личность которого пока неизвестна, 19 апреля поджег себя возле здания суда на Манхэттене, где проходил отбор присяжных по уголовному делу бы...

Власти Словакии: отказываются отправлять военную помощь Киеву. Жители Словакии: за два дня собирают два миллиона евро на снаряды для Украины Жители Словакии собрали более двух миллионов евро на покупку снарядов для Украины, после того как власти страны отказались поддержать инициативу Чехи...

Черепно-мозговые травмы меняют нейронные сети по всему мозгу Свежие научные открытия в области черепно-мозговых травм, сделанные американскими нейробиологами из Университета Тафтса в Массачусетсе, раскрывают но...

Используются звуковые волны для фотонного машинного обучения Использование звуковых волн для фотонного машинного обучения: исследование закладывает основу для реконфигурируемых нейроморфных строительных блоков....

Уязвимость безопасности в интерфейсе браузера позволяет получить доступ к компьютеру через видеокарту Современные веб-сайты предъявляют все более высокие требования к вычислительной мощности компьютеров. По этой причине веб-браузеры в течение ряда лет...

Цены на нефть растут на фоне падения запасов нефти в долларах и США Нефть выросла в среду на фоне ослабления доллара, сокращения запасов сырой нефти в США и того, что Великобритания одобрила еще одну вакцину от корона...

Играем во всё абсолютно бесплатно: подборка топовых игр для iPhone За последние пару недель особую популярность среди приложений на iPhone набрали эмуляторы ретро-консолей. Вот только далеко не все хотят заморачивать...

Как удобно читать новости с любимых сайтов на iPhone. Работает даже с AppleInsider.ru Многие из нас читают новости на разных ресурсах. Кто-то делает это через социальные сети или Телеграм, а кто-то просто переходит на специализированны...

Холодные трансформаторы могут помочь электросетям Большинство людей не задумываются об электрической сети: мы щелкаем выключателем, и зажигается свет. За кулисами находятся тысячи электростанций и ко...

Успешно построен и запущен водородный двигатель Команда студентов-инженеров из Университета Бата добилась первого в мире успеха, став первыми студентами, создавшими и успешно запустившими водородны...

Русская поэма Издательство «Альпина Проза» представляет книгу Анатолия Наймана «Русская поэма». Эта книга — развернутый комментарий Анатолия Наймана к главным, осн...

Палеолитическое орудие на картине XV века Группа ученых из Кембриджского университета и Дартмутского колледжа определила, что камень, изображенный на картине французского художника XV века Жа...

Калибры и другие инструменты от компании "Микрон" Калибры - это инструменты, предназначенные для контроля размеров и формы деталей, а также для определения наличия и характера дефектов на поверхностя...

Шины для авто Altra Auto Тип установленных шин напрямую влияет на управляемость вашего авто и его способность к безопасному и эффективному передвижению в любое время года. Гр...

Леонид Слуцкий предложил регламентировать работу микрофинансовых организаций Лидер ЛДПР Леонид Слуцкий поднял проблемный вопрос деятельности микрофинансовых организаций. Депутат заявил о необходимости изменить требования к их ...

Чемпионат Испании. «Атлетик» и «Гранада» сыграли вничью, «Реал» и «Барселона» встретятся в воскресенье В субботу «Жирона» примет «Кадис». В воскресенье «Реал Сосьедад» Арсена Захаряна сыграет с «Хетафе» в гостях, «Атлетико» – с «Алавесом», а в централь...

Представлены Nothing Ear и Ear (a) – стильные наушники в прозрачном корпусе Компания Nothing анонсировала пару новых беспроводных наушников – модели Nothing Ear и Ear (a). Nothing Ear – это новый флагман, который является пря...

Представлены смартфоны Huawei Pura 70, 70 Pro и 70 Pro+ Компания Huawei анонсировала в Китае серию флагманских смартфонов Huawei Pura 70, которая ориентирована на любителей фотографий. Помимо Huawei Pura 7...

Python: Почему это лучший выбор для начала обучения программированию Выбор первого языка программирования может существенно повлиять на вашу карьеру и профессиональный рост. Python, благодаря своей простоте, мощности и...

Путеводитель по выбору и покупке недвижимости в Анталье: ваша мечта о жизни на побережье Турции Анталья — это не просто город на побережье Турции, это место, где сбываются мечты о жизни у моря с уникальным сочетанием культурного наследия, ...

Фёдоров Александр Александрович: Биография, образование, наука Фёдоров Александр Александрович родился 08.10.1970 в городе Семёнове Нижегородской области. Его родители, журналист и химик, привили ему любовь к зна...

Радиальный вентилятор улитка Радиальный вентилятор-улитка – это инновационное устройство, разработанное с целью решения проблем вентиляции и обеспечения оптимального микроклимата...

В ЛДПР предложили снять плату за проезд по трассе «Дон» для жителей Краснодара Лидер ЛДПР Леонид Слуцкий инициировал разрешение бесплатного проезда по трассе «Дон» для жителей Краснодара. Они поделились проблемой затратной местн...

Сергей Полунин - российский артист балета Сергей Полунин известен всему миру как гениальный танцовщик с бунтарским характером. У артиста яркая интересная жизнь и непростой творческий путь от ...

Джеймс Майкл Тайлер: судьба Гантера из сериала «Друзья» Джеймс Майкл Тайлер – американский телевизионный актёр. Он начинал свою карьеру в Голливуде с низких должностей помощника монтажера и ассистента, одн...

Криптоэксперт предсказывает смену нарратива после халвинга биткоина Криптоэксперт Михаэль ван де Поппе рассказал о том, чего стоит ожидать, когда 19 апреля произойдет снижение курса биткоина вдвое. В рамках своего ана...

Acer выпустил новый городской самокат ES Series 3 CITY Компания Acer анонсировала легкий и маневренный электросамокат Acer ES Series 3 CITY (AES133), который достигает скорости до 25 км/ч с запасом хода д...

Генеральный директор Apple встретился с президентом Индонезии Исполнительный директор Apple Тим Кук встретился с президентом Индонезии в среду, поскольку технологический гигант изучает способы инвестирования в к...

ИИ улучшает общение врача и пациента Калифорнийский университет в Сан-Диего, одна из первых систем здравоохранения в стране, опробовавший использование генеративного искусственного интел...

«Доходность выше, чем по вкладам»: аналитик оценил инструменты для сбережений Помимо банковских вкладов, для сбережений можно использовать инвестиционные инструменты, а также недвижимость, рассказал директор департамента рознич...

Альфа-Банк, «АльфаСтрахование» и «ВымпелКом» запустят общую программу лояльности ###abc-test="news_cta-digits_inc021_page_core"###Альфа-Банк, «АльфаСтрахование» и «ВымпелКом» (мобильный оператор, который оказывает услуги под бренд...

Представители местного самоуправления Брянского района приняли участие работе своего высшего органа На кануне Дня местного самоуправления в Брянске, в овальном зале областного Правительства, прошло заседание Общего Собрания Ассоциации «Совета муници...

Чемпионат России. «Краснодар» победил «Факел», «Зенит» в воскресенье сыграет с «Оренбургом», «Спартак» – с «Ростовом» В субботу «Локомотив» сыграет с «Рубином» в гостях, ЦСКА будет противостоять «Ахмату». В воскресенье «Пари НН» примет «Динамо», «Зенит» сыграет с «Ор...

Фондовый рынок, Daily history за 18 апреля 2024 г. Индекс Изменение, пункты Цена закрытия Изменение, % NIKKEI 225 117.9 38079.7 0.31 Hang Seng 134.03 16385.87 0.82 KOSPI 50.52 2634.7 1.95 ASX 200 36.5...

Валютный рынок, Daily history за 18 апреля 2024 г. Валютная пара Цена закрытия Изменение, % AUDUSD 0.64206 -0.23 EURJPY 164.53 -0.1 EURUSD 1.06435 -0.29 GBPJPY 192.284 0.06 GBPUSD 1.24368 -0.14 NZDUSD...

Излишняя тревога – повод обратиться за помощью Несмотря на чудесные весенние деньки, яркое солнце и щебет птиц, поднимающий настроение, далеко не у всех состояние нервной системы и психики находят...

Приготовьтесь к мощному снижению золота Влияние на рынок:3Золото ведёт себя изменчиво, имея последние дни то положительную, то отрицательную корреляцию с глобальным аппетитом к риску.В пятн...

Нефть сдаёт позиции, но вряд ли это разворот Влияние на рынок:2Нефть теряет более 1% в понедельник да $84 за баррель WTI и ниже $89 за Brent после пятничных американских горок, когда цены на пик...