Neurone laser ultrarapido rivoluziona il calcolo intelligente: una nuova era nell'IA e nel computing

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Di Torio Alleghi
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"Dispositivo laser che imita le funzioni delle cellule nervose nel calcolo."

RomeScienziati hanno creato un neurone artificiale a base di laser che riproduce le funzioni di un neurone graduale biologico. Questa scoperta potrebbe avere un impatto significativo in settori come l'intelligenza artificiale e il calcolo avanzato, poiché opera un miliardo di volte più velocemente delle cellule nervose tradizionali. Nel corpo umano, i neuroni graduali sono fondamentali poiché codificano le informazioni attraverso cambiamenti continui, consentendo una dettagliata elaborazione dei segnali. Il nuovo neurone laser rappresenta un miglioramento rispetto ai precedenti neuroni fotonici a scatto, che erano più lenti e spesso perdevano informazioni.

Il neurone basato su laser presenta caratteristiche straordinarie.

  • Elaborazione ad Alta Velocità: Esegue il processamento dei segnali a una velocità di 10 GBaud.
  • Uso Efficiente dell'Energia: Progettato per essere più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai modelli tradizionali.
  • Integrazione Migliorata: Offre la possibilità di essere integrato nei dispositivi di edge computing.
  • Capacità Potenziata: Un singolo laser neurone può svolgere compiti simili a quelli di una piccola rete neurale.

Nuovo progresso tecnologico: una scoperta nel campo dei laser a punti quantici. I ricercatori hanno introdotto segnali a radiofrequenza nella parte assorbente del laser, evitando le latenze dei neuroni fotonici che utilizzano impulsi di ingresso nella sezione di guadagno del laser. L'aggiunta di pad a radiofrequenza ad alta velocità rende il sistema più rapido ed efficiente.

Il laser neurone è rapido e ha dinamiche complesse, rendendolo ideale per supportare il reservoir computing. Questa tecnologia è fondamentale per gestire i dati che variano nel tempo, come nel riconoscimento vocale o nelle previsioni meteorologiche. I test hanno dimostrato che il sistema eccelle nel riconoscimento dei pattern e può gestire efficacemente grandi quantità di dati.

L'impatto di questa tecnologia è enorme. Potrebbe migliorare notevolmente la velocità con cui i computer elaborano informazioni e come vengono progettate le reti neurali attraverso l'utilizzo di numerosi neuroni basati su laser. Ciò potrebbe portare a significativi progressi nell'apprendimento automatico e nell'IA. Inoltre, combinando questi neuroni con i sistemi di edge computing, si può accelerare l'elaborazione dei dati e migliorarne la precisione, rendendo le applicazioni pratiche più efficienti e riducendo il consumo energetico.

Neuroni laser: un passo avanti verso l'IA che imita il cervello umano

La ricerca sui neuroni alimentati da laser potrebbe favorire lo sviluppo di sistemi di intelligenza artificiale simili al cervello umano. Anche se è ancora nelle fasi iniziali, l'attuale ricerca rappresenta un passaggio significativo verso questo obiettivo. Si stanno già compiendo progressi per unire l'efficienza naturale dei neuroni con la velocità della tecnologia.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1364/OPTICA.537231

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

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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