MIT, yüzde 92 doğruluk oranıyla enerji açısından verimli yapay zeka hesaplamaları için fotonik çipi tanıttı. Henüz erken aşamalarda olmasına rağmen Fotonik Çip, eğitimde yüzde 96, çıkarımda ise yüzde 92 oranında doğruluk göstererek geleneksel donanımlarla eşdeğer sonuçlar ortaya koydu.
Fotonik çip yapay zeka çalışmalarında görev alacak
Üniversitenin basın bülteninde, temel hesaplamaları yarım nanosaniyeden daha kısa sürede tamamlayabilen bu çipin yakın gelecekte ultra hızlı yapay zeka (YZ) uygulamalarına güç verebileceği belirtildi. Günümüzde son teknoloji yapay zeka uygulamaları geliştirmek için kullanılan derin sinir ağları, hesaplama donanımlarının sınırlarını da zorluyor.
Yapay zekanın geleceği, halihazırda enerji tüketen altyapılar kullanmasıyla biliniyor ve elektronik donanımların sınırlarına ulaşmasıyla birlikte araştırmacılar, hem bilgi işlem taleplerini karşılayabilen hem de enerji açısından verimli olan gelişmeleri ortaya çıkarmak istiyor.
Fotonik donanım, elektronlar yerine ışık kullanarak bilgiyi işlediği için her iki cephede de başarılı olabilir. Ancak teknoloji hala gelişmektedir ve bazı alanlarda elektronik donanıma güvenir, bu da işlem hızlarını ve teknolojik gelişmeyi yavaşlatıyor. İşte tam bu noktada, MIT Kuantum Fotonik ve Yapay Zeka Grubu’nun baş araştırmacısı Dirk Englund liderliğindeki bir araştırma ekibi büyük bir atılım gerçekleştirdi.
Beyindeki nöronlara benzer şekilde, derin sinir ağları (DNN’ler) bilgiyi işlemek ve çıktı üretmek için birbirine bağlı düğüm katmanlarını kullanır. DNN’ler iki tür işlemle çalışır: matris çarpımının düğümlerden geçerken veriyi dönüştürmek için gerçekleştirildiği doğrusal işlemler. Ancak karmaşık problemleri çözmelerine yardımcı olan karmaşık örüntüleri öğrenmek için DNN’ler aktivasyon fonksiyonları gibi doğrusal olmayan işlemler gerçekleştirirler.
2017’de Englund’un araştırma ekibi doğrusal işlevleri yerine getirebilen bir fotonik işlemci geliştirdi. Ancak doğrusal olmayan işlevler için süreçler yine elektronik donanıma dayanıyordu.Bu engeli aşmak için Englund’un ekibi doğrusal olmayan optik fonksiyon birimleri (NOFU) adı verilen cihazlar tasarladı. Bu cihazlar tek bir çip üzerinde elektronik ve fotonik bileşenlere sahiptir ve böylece doğrusal olmayan fonksiyonlara olanak tanıyor.
Ekip, çalışmasını test etmek için üç NOFU katmanına sahip bir çip inşa etti. Doğrusal hesaplamalardan sonra, cihaz, doğrusal olmayan işlemler için elektrik akımına dönüştürmek üzere fotodiyotlara az miktarda ışık aktarıyor. Bu, bir amplifikatöre olan ihtiyacı ortadan kaldırarak süreci daha enerji verimli hale getiriyor.