Ученые научили фотонную нейронную сеть считать

Специалисты из университета Гента представили фотонный чип, построенный по принципам нейронных сетей, он состоит всего из 16 узлов, но может выполнять все типичные задачи машины Тьюринга.

Машина Тьюринга (МТ) – абстрактный исполнитель (абстрактная вычислительная машина), предложенный Аланом Тьюрингом в 1936 году для формализации понятия алгоритма. Машина Тьюринга является расширением конечного автомата и, согласно тезису Чёрча – Тьюринга, способна имитировать всех других исполнителей (людей или других живых существ), каким-либо образом реализующих процесс пошагового вычисления, в котором каждый шаг вычисления достаточно элементарен.

В новом чипе, созданном на основе кремния с помощью классической литографии, вместо электричества используется свет. Такие фотонные устройства давно известны, однако главное отличие нового чипа заключается в топологии сети, соединяющей его элементы. Она напоминает устройство вычислительных «нейронных сетей». Но в отличие от нейронных сетей, которые, как правило, эмулируются классическими компьютерами, в данном случае фотонная сеть была построена физически.

Вычислительные устройства, построенные по сетевому принципу на физическом уровне, известны с середины прошлого века. Развитие таких «искусственных нейросетей» в последнее время многие специалисты связывают с изобретением мемристоров – пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять свое сопротивление в зависимости от протекавшего через него заряда (интеграла тока за время работы). Сети мемристоров могут использоваться для решения некоторых сложных вычислительных задач.

Новая разработка ученых, позволяющая выполнять «обычные» вычисления с памятью, также очень эффективна и в использовании в коммуникационных сетях. Фотонный чип может также отрабатывать алгоритмы распознавания звуков речи.