Phát hiện chấn động tế bào thần kinh AI nhanh hơn não người 1 tỷ lần
Với tốc độ xử lý tín hiệu lên tới 10GBaud, nơ-ron AI này có khả năng xử lý 100 triệu dữ liệu nhịp tim hoặc phân tích gần 35 triệu ảnh kỹ thuật số viết tay chỉ trong vòng một giây.
Các nhà khoa học vừa công bố một phát hiện chấn động trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, một loại tế bào thần kinh "nơ-ron AI" hoạt động bằng laser, có tốc độ xử lý nhanh hơn nơ-ron người tới một tỷ lần. Phát minh này hứa hẹn sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành công nghệ, mở ra những khả năng ứng dụng AI chưa từng có.
Công trình nghiên cứu được thực hiện bởi các chuyên gia từ CUHK - Đại học Trung văn Hồng Kông (Trung Quốc) và Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đã được đăng tải trên tạp chí khoa học uy tín Optica. Điểm đặc biệt của nơ-ron AI này nằm ở việc sử dụng laser chấm lượng tử (QD laser) tích hợp trên chip, cho phép mô phỏng hoàn hảo chức năng của tế bào thần kinh sinh học với tốc độ vượt trội.
Ảnh minh họa.
Theo phân tích từ trang tin công nghệ "Tân Trí Nguyên", neuron laser nhân tạo có khả năng phản ứng với tín hiệu đầu vào tương tự như cách nơ-ron sinh học hoạt động. Tuy nhiên, điều làm nên sự khác biệt chính là tốc độ xử lý dữ liệu siêu nhanh và mức tiêu thụ năng lượng cực thấp. Các nhà nghiên cứu tin rằng phát minh này có thể là chìa khóa để tăng cường đáng kể hiệu suất tính toán của các hệ thống AI trong tương lai.
Đi sâu vào chi tiết, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loại nơ-ron laser phân cấp, hoạt động dựa trên nguyên lý tiêm điện. Đây là một cải tiến đáng kể so với các phương pháp trước đây, vốn sử dụng tiêm quang học và đòi hỏi các nguồn laser phụ trợ cùng các bộ điều chế quang điện phức tạp. Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Hoàng Siêu Nhiên từ CUHK, cho biết: "Bơ-ron phân cấp laser đã vượt qua giới hạn tốc độ của các neuron xung photon hiện tại. Hệ thống tính toán bể chứa (reservoir computing system) mà chúng tôi phát triển đã chứng minh hiệu suất vượt trội trong các tác vụ AI như nhận dạng mẫu và dự đoán chuỗi".
Một điểm đáng chú ý khác là khả năng hoạt động độc lập ấn tượng của nơ-ron laser mới. Giáo sư Huang nhấn mạnh rằng, nhờ hiệu ứng bộ nhớ mạnh mẽ và khả năng xử lý thông tin xuất sắc, một nơ-ron laser phân cấp đơn lẻ có thể hoạt động tương tự như một mạng thần kinh nhỏ. Điều này có nghĩa là ngay cả khi không có các kết nối phức tạp, một nơ-ron laser đơn lẻ vẫn có thể thực hiện hiệu quả các nhiệm vụ học máy.
Với tốc độ xử lý tín hiệu lên tới 10GBaud, nơ-ron AI này có khả năng xử lý 100 triệu dữ liệu nhịp tim hoặc phân tích gần 35 triệu ảnh kỹ thuật số viết tay chỉ trong vòng một giây. Để dễ hình dung, tốc độ này nhanh hơn khoảng một tỷ lần so với tế bào thần kinh sinh học thông thường.
Không chỉ dừng lại ở đó, các nhà nghiên cứu còn cho thấy tiềm năng tích hợp hàng loạt nơ-ron laser QD này vào các mảng quy mô lớn. Điều này mở ra triển vọng xây dựng các kiến trúc mạng thần kinh sâu và phức tạp, có khả năng thực hiện các nhiệm vụ trí tuệ nhân tạo cao cấp.
Giáo sư Hoàng tin rằng, nếu tiếp tục được chứng minh tính khả thi, công nghệ này có thể hiện thực hóa kiến trúc "bể chứa sâu trên chip", cho phép xử lý các tác vụ AI phức tạp hơn nhiều so với hiện tại. Việc tích hợp các nơ-ron phân cấp photon mô phỏng sinh học hứa hẹn sẽ trở thành một đơn vị tính toán phi tuyến quang học thế hệ tiếp theo, mở ra một con đường hoàn toàn mới cho điện toán thần kinh photon tốc độ cao.
Phát minh mang tính đột phá này không chỉ là một bước tiến lớn trong lĩnh vực AI mà còn hứa hẹn sẽ có những tác động sâu rộng đến nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ y tế, giao thông đến sản xuất và nghiên cứu khoa học. Với tốc độ xử lý siêu nhanh và khả năng tiết kiệm năng lượng, "nơ-ron laser" có thể đặt nền móng cho một kỷ nguyên điện toán thần kinh hoàn toàn mới, nơi các hệ thống AI có thể hoạt động hiệu quả và mạnh mẽ hơn bao giờ hết.
