Chip AI siêu nhỏ, xử lý thông tin “tốc độ ánh sáng”

Các kỹ sư đang tìm ra những cách mới để kết hợp AI với những đột phá công nghệ. Phát triển mới nhất là một con chip AI điều khiển ánh sáng, có kích thước “siêu nhỏ gọn” vừa vặn với đầu cáp quang, nhưng vẫn đủ mạnh để xử lý thông tin với “tốc độ ánh sáng”.

“Vượt mặt” giới hạn của mạch điện tử

Máy tính truyền thống dựa trên mạch điện tử, tiêu tốn nhiều năng lượng và gây ra độ trễ do thời gian xử lý dữ liệu. Tuy nhiên, con chip mới này hoạt động theo một cách khác biệt, sử dụng mạng nơ-ron nhiễu xạ (diffractive neural network).

Các kỹ sư đã phát triển dựa trên nghiên cứu của UCLA vào năm 2018, trong đó tiềm năng của mạng nơ-ron nhiễu xạ đã được chứng minh. Về cơ bản, mạng nơ-ron nhiễu xạ mà chip AI này sử dụng có thể tăng tốc độ xử lý dữ liệu một cách đáng kể bằng cách khai thác chính ánh sáng.

Chip AI “tí hon”, hiệu suất “khủng”

Phiên bản mới này, được giới thiệu trong một nghiên cứu được công bố trên Nature Photonics, đã thu nhỏ chip AI để có thể đặt vừa với đầu cáp quang, cho phép xử lý dữ liệu “tức thì” với mức tiêu thụ điện năng tối thiểu.

Bằng cách khai thác ánh sáng, con chip này có thể xử lý dữ liệu nhanh hơn hàng nghìn tỷ lần so với phần cứng AI truyền thống, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn rất nhiều. Thay vì phải chờ máy tính “phiên dịch” tín hiệu quang học, chip AI sẽ thực hiện các phép tính ngay lập tức khi ánh sáng đi qua nó bằng cách trực tiếp “điều khiển” ánh sáng.

Ứng dụng tiềm năng

Bước tiến này có ý nghĩa lớn đối với nhiều lĩnh vực công nghệ, bao gồm chẩn đoán hình ảnh y tế, truyền thông lượng tử và điện toán nâng cao. Việc sử dụng các con chip này trong camera nội soi siêu nhỏ có thể giúp bác sĩ nhìn rõ hơn bên trong cơ thể người.

Ngoài ra, chip AI này còn có thể được tích hợp trực tiếp vào các hệ thống quang tử lượng tử, mở ra bước đột phá trong điện toán lượng tử.

Thách thức và triển vọng

Tuy nhiên, công nghệ này cũng đối mặt với một số thách thức. Các nhà nghiên cứu cho biết sự không đồng nhất trong quá trình sản xuất có thể gây ra chênh lệch về hiệu suất. Ngoài ra, do sử dụng thiết kế cố định, chip cần phải được tùy chỉnh cho từng nhiệm vụ cụ thể. Điều này khiến việc mở rộng quy mô sản xuất trở nên khó khăn.

Mặc dù vậy, việc khắc phục những thách thức này là hoàn toàn có thể, mặc dù sẽ mất thời gian. Với những tiến bộ của AI trong thời gian gần đây, như AI thiết kế chip và AI “có tri giác”, công nghệ chip AI điều khiển ánh sáng có thể sẽ sớm trở thành hiện thực.

Chip AI “siêu nhỏ” với khả năng xử lý thông tin “tốc độ ánh sáng” là một bước đột phá trong công nghệ AI và quang học. Công nghệ này hứa hẹn sẽ mang đến những ứng dụng “cách mạng” trong nhiều lĩnh vực và thay đổi cách chúng ta sống và làm việc trong tương lai.