Новые фотонные нейросети обещают сверхбыстрые вычисления для сложных задач

Предложенная учеными нейронная сеть с шипами основана на аппаратно-дружественной фотонной системе, которая состоит из широко распространенного устройства, используемого в мобильных телефонах - лазера, имеющего вертикальный резонатор.

Авторы работы применили альтернативную схему обучения, которая повысила эффективность и ускорила процесс обучения параллельно со снижением требований к нему.

Решаемая задача классификации представляет собой сложную, нелинейную и многомерную задачу с 500 признаками на точку данных, которая основана на искусственном наборе данных MADELON.

Для разработки нейронной сети spiking исследователи использовали экспериментальную установку, которая сочетает в себе нелинейную динамику лазера и архитектуру, вдохновленную вычислениями резервуаров.

В данной архитектуре входные данные делятся на временные слоты, представляющие собой отдельные виртуальные нейроны, в которые поступают и обрабатываются входные данные. При этом выходные данные воспринимаются как бинарный выход узла - спайк или не спайк.

Предложенная учеными фотонная шипованная нейросеть превосходит существующие цифровые полупроводниковые системы обработки данных по аппаратной реализации, сверхскорости и низкому энергопотреблению.