裁線機：新型芯片開啟光速AI計算

美國賓夕法尼亞大學工程師開發了（le）一種（zhǒng）新型芯片，它使用光而不是電來執行訓練人工智能（AI）所必需的複雜數學運算。該芯片有（yǒu）可能從根本上加快計（jì）算機的處（chù）理速度，同時還可降（jiàng）低能源（yuán）消耗。相關研究發表在最新（xīn）一期《自然·光子學》上。

該芯片首次將本傑明·富蘭克林獎章獲得者納德·恩赫塔在納米尺度上（shàng）操縱材料（liào）的開創性研究與矽光子（SiPh）平台（tái）結合起來。前者涉及利（lì）用光進（jìn）行數（shù）學計算；後者使用的是（shì）矽，即一種用（yòng）於大規模生產計算機（jī）芯片的廉價且（qiě）豐富的元素。

光（guāng）波與物質的相互作用代表著（zhe）開發計算機的一種可能（néng）途徑，這（zhè）種方法不受當今芯片局限性的限製。新型芯片（piàn）的原理本（běn）質上與20世紀（jì）60年代計算革命初期芯片的原理相同。

研究人員（yuán）在論文中描述了這種芯片的開發過程。他們的目標是開發一個執行向量矩陣乘法的平台。向量矩陣乘（chéng）法是神經網（wǎng）絡開發和功能中的核心數學運算，而神經網絡是當今支持AI工具的計算機體係結（jié）構。

恩赫塔（tǎ）解釋說，他們可將矽晶片做得更薄，比如150納米，並且使用高度不（bú）均勻的（de）矽晶片，但這僅（jǐn）限於特定區域。裁（cái）線機在無需添加任何其他（tā）材料的情況（kuàng）下，這些高度的變化提供了一種控製光在芯片（piàn）中傳播的方法，因為高度的（de）變（biàn）化可導致光以特定的模式散射，從而允許芯片以光速進行數學計算。

除了更快的速度和更少的（de）能耗之外，新型芯片還具有隱私優勢。由於許多計算可同時進行，因此無需在（zài）計算機（jī）的工作內存中存儲敏感信息，從而使（shǐ）采用此（cǐ）類技術的未來計算機幾乎無法被入侵。