Neurona láser revolucionaria acelera la inteligencia artificial con un procesamiento mil millones de veces más rápido

MadridCientíficos han creado una neurona artificial basada en láser que imita las funciones de una neurona graduada biológica. Este avance podría tener un gran impacto en áreas como la inteligencia artificial y la computación avanzada, ya que opera mil millones de veces más rápido que las células nerviosas tradicionales. En el cuerpo humano, las neuronas graduadas son esenciales porque codifican información mediante cambios continuos, permitiendo un procesamiento detallado de señales. La nueva neurona láser mejora los anteriores modelos fotónicos que eran más lentos y perdían información.
El neuron láser posee características impresionantes.
- Procesamiento de Alta Velocidad: Capaz de alcanzar una velocidad de procesamiento de señales de 10 GBaud.
- Uso Eficiente de Energía: Diseñado para ser más eficiente energéticamente en comparación con modelos tradicionales.
- Mejor Integración: Potencial para ser integrado en dispositivos de computación en el borde.
- Capacidad Mejorada: Un solo láser neuronal puede realizar tareas similares a las de una pequeña red neuronal.
La nueva innovación emplea señales de radiofrecuencia en la parte absorvente del láser de puntos cuánticos. Este diseño evita los retrasos observados en las neuronas espiking fotónicas que utilizan pulsos de entrada en la sección de ganancia del láser. Los investigadores añadieron pads de radiofrecuencia de alta velocidad para que el sistema sea más rápido y eficiente.
Esta tecnología puede asistir en el reservoir computing, un método útil para manejar datos que cambian con el tiempo, como en el reconocimiento de voz o la previsión meteorológica. La neurona láser es rápida y posee dinámicas complejas, lo que la hace ideal para este propósito. En los experimentos, el sistema mostró un excelente desempeño en el reconocimiento de patrones y fue capaz de manejar grandes volúmenes de datos con precisión.

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El impacto de esta tecnología es enorme. Podría mejorar significativamente la velocidad con la que los ordenadores procesan información y el diseño de redes neuronales utilizando numerosos neuronas basadas en láser. Esto podría dar lugar a grandes avances en el aprendizaje automático y la inteligencia artificial. Asimismo, al combinar estas neuronas con sistemas de computación en el borde, se puede lograr un procesamiento de datos más rápido y preciso, lo que conduce a aplicaciones más eficientes en la práctica y un menor consumo de energía.
Neurona Láser: Futuro de la IA Inspirada en el Cerebro Humano
La investigación sobre neuronas impulsadas por láser podría contribuir al desarrollo de sistemas de inteligencia artificial que funcionen de manera más similar al cerebro humano. Aunque aún se encuentra en sus etapas iniciales, este estudio representa un avance significativo hacia ese objetivo. Los esfuerzos para combinar la eficiencia natural de las neuronas con tecnología veloz están avanzando.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1364/OPTICA.537231y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Yikun Nie, Bo Yang, Dongliang Wang, Ting Wang, Jiawei Wang, Zihao Wang, Chaoran Huang. Integrated laser graded neuron enabling high-speed reservoir computing without a feedback loop. Optica, 2024; 11 (12): 1690 DOI: 10.1364/OPTICA.537231

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