Китайские ученые создали цифровой двойник оптических компьютеров

В эпоху стремительного развития технологий искусственного интеллекта спрос на вычислительные мощности резко растет. Оптические компьютеры, обрабатывающие данные с помощью света вместо электричества, считаются одним из самых перспективных решений, однако технические сложности и высокая стоимость препятствуют их широкому распространению. Чтобы решить эту проблему, китайские исследователи разработали полноценный «цифровой двойник» оптических систем — платформу Дигитал Твин Оптикал Компутинг Сйстем (ДТ-ОКС). Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает в своем материале.

Согласно данным, опубликованным в журнале Опто-Электроник Адванкес, новая система позволяет программно симулировать поведение реального оптического оборудования без необходимости прямого подключения к нему. Это означает, что теперь ученые смогут тестировать свои алгоритмы в виртуальной среде, не дожидаясь доступа к дорогостоящим фотонным чипам и сложным устройствам. Ранее исследователям приходилось стоять в очередях и заново калибровать оборудование перед каждым новым экспериментом.

Принцип работы и преимущества системы ДТ-ОКС

Система ДТ-ОКС выполняет роль высокоточного симулятора и работает параллельно с физической системой. В ходе испытаний ученые использовали фотонный чип на базе кремниевой фотоники и высокоскоростной комплекс оптических вычислений. Система была протестирована в задачах AI, таких как классификация изображений и последовательное принятие решений. Результаты оказались впечатляющими: когда параметры, обученные на цифровой модели, были перенесены на реальное оборудование без каких-либо дополнительных настроек, эффективность физической системы почти полностью совпала с прогнозами виртуальной модели.

Главным достижением данного подхода является значительная экономия времени и средств, затрачиваемых на эксперименты. Несколько научных групп могут одновременно разрабатывать различные задачи на цифровой копии одного и того же устройства. Это превращает оптические компьютеры из редкого и специализированного лабораторного оборудования в открытую исследовательскую инфраструктуру, доступную для всех.

Авторы проекта предоставили платформу ДТ-ОКС и соответствующий набор данных в открытый доступ. Теперь программисты и инженеры из любой точки мира, даже не имея собственного оптического оборудования, смогут обучать и проверять новые алгоритмы с помощью этой платформы. По сообщению иксбт.ком, ожидается, что такая открытость в несколько раз ускорит темпы инноваций в данной области.

В заключение можно сказать, что современные платформы оптических вычислений должны состоять не только из физических устройств, но и из их программных эквивалентов. Подобные цифровые двойники ускорят создание оптических процессоров, которые в будущем смогут стать достойными конкурентами традиционным вычислительным системам, предлагаемым такими гигантами, как NVIDIA или Google.