"Trúir þú á ljós?" Ef flísáhugamaður spyr þig þessarar spurningar er það ekki það að hann sé skyndilega öfgafullt aðdáandi. Það er að hann er farinn að taka eftir því að „ljós“ er farið að hræra upp flísarheiminn.
Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði 2023 voru veitt „ósamhverfri ljóspúls tækni“ og „hvernig á að nota ljós til að reikna út“ hefur einnig orðið mikilvægt efni í greininni og fræðimönnum. Getur ljós, sem er náttúrulega hratt, klárað uppfærsluna á „innviðum“ greindra heimsins á tímum gervigreindar á ótrúlegum hraða?
Ljóseindir taka við af rafeindum
Í samanburði við hefðbundnari rafeindaflís eru ljóseindarflís ný tegund flísar sem nota eiginleika ljóseindir til að reikna út.
Í meginatriðum treysta franskar á eðlisfræðilega eiginleika hálfleiðara efna til að vinna með smásjár agnir sem bera upplýsingar, en mismunandi tegundir flísar nota mismunandi agnabera. „Photonic flís notar ljóseindir til að búa til, vinna, senda og sýna upplýsingar,“ sagði Lei Mi, stofnandi félagi í Kína nýsköpunarstjörnu.
Í samanburði við rafeindir eru kostir ljóseindanna augljósir: þær hafa mjög hratt viðbragðstíma fyrir upplýsingasendingu, 3-4 stærðargráðu hærri upplýsingagetu en rafeindir, sterk geymsla, tölvunarfræði og jafnvel samsíða samtengingargeta og öfgafullt lágmark orkunotkunar ... það er sjálfstýrt hvað möguleikar þessir kostir þýða fyrir upplýsingageirann.
Nú, með tilkomu aldurs gervigreindar, er eftirspurnin eftir tölvuorku aukist. Hins vegar hefur þróun rafrænna flísar náð takmörkum líkamlegs og efnahagslegs kostnaðar og „bilun í lögum Moore“ heyrist stöðugt.
Rafræn flís er byggð á sílikoni, þar sem sílikonatóm hefur þvermál um það bil 0. 22 nanómetrar. Þegar ferlinu er lækkað í undir 7 nanómetrum eru rafrænar flísar mjög næmir fyrir rafmagnsörkum og rafeindaskiptum, sem gerir það erfitt að stjórna rafeindum fullkomlega. Í bylgju stórra gerða sem komu fram árið 2023 hafa annmarka hefðbundinna rafrænna flísar komið í ljós.
Photonics flís boða nýja dögun. Þeir lofa ekki aðeins að takast á við óyfirstíganlegar áskoranir orkunotkunar og minniaðgangs í rafrænum flögum heldur gefa einnig tilefni til fjölmargra nýstárlegra forrita. Í takt við þetta koma sjónstígar í stað rafrásir og leysir uppsprettur taka stað aflgjafa ... Með því að útrýma þörfinni fyrir umbreytingu á ljósnemum er mögulegt að komast framhjá núverandi líkamlegum mörkum og brjótast í gegnum reikniaðferð flösku. Sem stendur er samkeppnin á þessu sviði þegar hafin meðal helstu rannsóknarstofnana bæði innanlands og á alþjóðavettvangi.
Í apríl á þessu ári var rannsóknarteymi frá Tsinghua háskólanum brautryðjandi í dreifðri breidd greindri sjón -tölvutæku arkitektúr í heiminum. Þeir hönnuðu ljósritunarflís -- "taiji" fyrir háþróað AI verkefni, sem hefur orkunýtni 2 til 3 stærðargráðu hærri en núverandi greindur flísar, og geta veitt tölvuorku stuðning við verkefni eins og greindar greiningar á stórum senum og þjálfun og rökstuðningi stórra gerða.
Í maí þróaði rannsóknarteymi við Shanghai Institute of Microsystem og upplýsingatækni kínverska vísindaakademíunnar litíum tantalate hetero-samþættan skífu, sem var einnig notuð í fyrsta skipti til að gera afkastamikla og fjöldaframleiddar ljóseindar flísar.
Er Photon flísin virkilega ekki langt í burtu?
Hvernig á að temja ljós?
Auk þess að hlakka til framtíðar skulum við hugsa meira um hvernig ljósmyndaflísar virka?
Rafræn flís samanstendur af rafrænum smári og leiðandi koparvír. Photonic flís samanstendur af ljóseindum smári og bylgjustjórn sem leiðir ljós. Bylgjustýringin er miðillinn fyrir ljósútbreiðslu, svo sem kunnuglega sjóntrefjar.
Samkvæmt aðgerðum þeirra er hægt að skipta ljósritum í tvo flokka: leysirflís og skynjara flís. Laserflís þarf að nota raforku sprautaðs straums með hálfleiðara efnum til að átta sig á umbreytingu rafmagns og ljóss. Skynjara flísar bera kennsl á sjónmerki með ljósafræðilegum áhrifum og umbreyta þeim í rafmagnsmerki.
Hvernig á að stjórna ljósafköstum? Helst væri það að fullu sjón -smári ekið og stjórnað af ljósi. Tæknin er þó ekki enn þroskuð; Hreinar ljósritunarflís eru enn á hugmyndastigi og grunnþættir ljóseindarflísar eru enn raf-sjón-blendinga tæki sem nota ljós til aksturs og rafmagns til að stjórna. Byggt á optoelectronic mótun setti Tsinghua háskólinn af stað Taiji II flísina í ágúst á þessu ári og náði á netinu þjálfun sjón taugakerfa án þess að þurfa GPU.
Með samþættingu raf-sjón-blendinga tæki er allt ferlið við mótun, sendingu og demodulation milli sjónmerki og rafmerkja samþætt á einu undirlagi. Þetta myndar grunninn að háhraða gagnavinnslu í flögum. Þökk sé bylgjulengdarstærðinni á ljósbylgjur er hægt að búa til ljóseindarflís með þroskuðum ferlum með bylgjulengdum eins litlum og hundrað nanómetrum, sem gerir kleift að fá innlenda framleiðslu á þessum flísum.
Hvar ætla ljóseindirnar flísar?
Eins og ég sagði, hafa ljóseindarflögur möguleika á að brjótast í gegnum flöskuháls rafrænna flísar. Að auki, hvaða önnur svæði er hægt að nota?
Það er vel þekkt að ljóshraði er sá fljótasti sem þekktur er í alheiminum. Með því að nýta háhraða flutningseinkenni ljóss, það fyrsta sem kemur upp í hugann með ljóseindarflögum er mjög háhraða gagnaflutningur. „Fiber Optic Network + Photonic Chip“ táknar nýtt tímabil háhraða samskipta. Ennfremur gerir truflunarviðnám ljóseindarflísar einnig mögulegt fyrir ljósrits ratsjá að verða að veruleika.
Notkun ljóseindaflísar á öðrum sviðum lofar einnig. Til dæmis, í lífeðlisfræðilegu, er hægt að nota ljóseindarflís til að mynda myndgreiningar og litrófsgreiningar, sem gerir kleift að greina og greina hröð greiningu og greiningu á frumum, vefjum og lyfjum. Í umhverfiseftirliti er hægt að beita ljósritum á gasskynjara og mengunareftirlit, sem gerir rauntíma eftirlit og mat á umhverfisgæðum skilvirkari.
Ljósfræðileg tölvuflís er farin að flytja úr rannsóknarstofunni og vísindamenn vonast til þess að eftir röð verkfræðinnar sé hægt að framleiða ljósritunarflís í atvinnuskyni á stöðugan hátt eins fljótt og auðið er. Það þýðir að kostnaðurinn við ljósmyndaflís getur verið viðurkenndur af greininni.
