Hệ thống thử nghiệm sử dụng hình ảnh số truyền qua sợi cáp quang. Ảnh: USST
Sợi cáp quang có một vấn đề khó giải quyết. Dù có thể vận chuyển dữ liệu mã hóa ở tốc độ ánh sáng, chuyển đổi dữ liệu mã hóa thành thông tin dễ hiểu thường đòi hỏi thiết bị hoạt động chậm và tiêu hao năng lượng nhiều hơn hẳn. Tuy nhiên, dựa trên những thành tựu trước đây trong lĩnh vực mạng neuron thụ động, nhóm nghiên cứu ở Đại học Khoa học và Công nghệ Thượng Hải (USST) của Trung Quốc phát triển một giải pháp vi mô. Họ chế tạo một chip AI mới sử dụng vật lý quang học để phân tích dữ liệu với năng lượng cực ít và mỗi chip chỉ nhỏ bằng hạt muối, Popular Science hôm 8/2 đưa tin.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Photonics, nhóm tác giả cho biết họ dựa vào một dạng mạng lưới neuron được phát triển lần đầu tiên bởi các nhà nghiên cứu ở Đại học California, Los Angeles năm 2018. Mang tên "mạng neuron sâu nhiễu xạ quang học", phương pháp này sử dụng các lớp bộ phận thụ động in 3D xếp chồng chính xác lên nhau. Hệ thống sau đó được huấn luyện để hoàn thành tính toán phức tạp, sử dụng photon ánh sáng.
Nhóm nghiên cứu ở USST gần đây sử dụng ý tưởng này như khởi điểm để tạo ra một mạng neuron thụ động được huấn luyện để điều khiển ánh sáng thực hiện phân tích tính toán. Tuy nhiên, tất cả dữ liệu mã hóa đó được truyền qua sợi cáp quang chỉ rộng ngang sợi tóc người, vì vậy họ cần chip AI nhỏ không kém để đọc mỗi photon.
Các nhà nghiên cứu dựa vào phương pháp quang khắc hai photon ba chiều để xây dựng mỗi chip vi mô, sử dụng những lớp polymer siêu mỏng. Sau đó, họ gắn một chip vào cuối mỗi sợi cáp quang, nơi xử lý dữ liệu khi nó truyền qua sợi cáp ở tốc độ ánh sáng. Để thử nghiệm phát minh, nhóm nghiên cứu mã hóa ảnh các số thành photon ánh sáng, sau đó truyền qua sợi cáp quang. Chip AI sau đó đọc thành công dữ liệu và tái tạo mỗi ảnh số với độ mờ cực nhỏ. Loại nhận dạng hình ảnh này hiện nay là chức năng thô sơ trong nhiều hệ thống AI. Chip AI thực hiện chức năng này chỉ trong phần nghìn tỷ giây, với năng lượng chỉ bằng vài phần nghìn năng lượng mà công nghệ nhận dạng hình ảnh dựa trên AI ngày nay sử dụng.
Tuy nhiên, hệ thống chưa hoàn thiện bởi khuyến điểm nhỏ nhất của chip có thể khiến toàn bộ hệ thống xuống cấp theo thời gian. Mỗi chip phải được tùy chỉnh riêng biệt tùy theo nhiệm vụ cần dùng. Dù vậy, các nhà phát minh tin rằng công nghệ có thể cung cấp những chức năng chưa từng có như chụp ảnh nội soi và máy tính lượng tử.
An Khang (Theo Popular Science)
