裁線機：新型芯（xīn）片開啟光速AI計算

美國賓夕法尼亞大學工程師開發了（le）一種新（xīn）型芯片（piàn），它使用光而不是電來執行（háng）訓練人工智能（AI）所必需的複雜數學（xué）運算。該芯片（piàn）有可能從根本（běn）上加快計算機的處理速（sù）度，同時還可降（jiàng）低（dī）能源消耗。相關研究發表在最新一期《自然·光（guāng）子（zǐ）學》上。

該芯片首次將本傑明·富蘭克林（lín）獎章獲得（dé）者（zhě）納德（dé）·恩赫塔在（zài）納米尺度上操縱材料的開創性研究與矽光子（SiPh）平台結合起來。前者（zhě）涉及利用光進（jìn）行數學計算；後者使用的是矽，即一種用（yòng）於大規模生產計算機芯片的廉價且（qiě）豐富的元素。

光波與物質的相互作用代表著開發計算機（jī）的一種可能途徑，這種方（fāng）法不受當今芯片局限性的限製。新型（xíng）芯片的原（yuán）理本質上與20世紀60年代（dài）計（jì）算革命初（chū）期芯片的原（yuán）理相同。

研究（jiū）人員在論文中描述了這種芯（xīn）片（piàn）的開發過程。他們的（de）目標是開發一個執行向（xiàng）量矩陣乘法的平台。向量矩陣乘法是神經網絡開發和功能中的核心數（shù）學運算，而神經網絡（luò）是當今支持AI工具（jù）的（de）計算機體係結（jié）構。

恩（ēn）赫塔解釋說，他們可（kě）將（jiāng）矽晶片做得更薄，比如150納米，並且使用高度（dù）不均勻的矽晶片，但這僅限於特定區域。裁線機在無需添加任何其他材料（liào）的情況下（xià），這些高度的變（biàn）化提供了一種控製光（guāng）在芯（xīn）片中傳播的方（fāng）法，因為高度的變化（huà）可導致光以（yǐ）特定的模式（shì）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（hé）更（gèng）少的能耗之外，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（wú）需在計算機的工（gōng）作內存中（zhōng）存儲（chǔ）敏感信息，從而使采用此類技術（shù）的未（wèi）來計算機幾乎（hū）無法被入侵。