裁線機：新型芯片開啟（qǐ）光速AI計算

美國賓夕法尼亞大學（xué）工程師開發了一種新型芯片，它使用光而不（bú）是電來執行訓練人工智（zhì）能（AI）所必需的（de）複雜數學運算。該芯片有可能從根本上加快計算機的處理速度（dù），同時還可降低能源消耗（hào）。相（xiàng）關研究發表在最新一期《自然（rán）·光子學（xué）》上。

該芯片首次將（jiāng）本傑明·富蘭克林獎章獲得者納德·恩赫塔在納米尺度上操縱材料的開創（chuàng）性研究與矽光子（SiPh）平台結合起來。前者涉及利（lì）用（yòng）光進行數學計算；後者使用（yòng）的是矽（guī），即一種用於大規模生產計算機（jī）芯片的（de）廉價且豐富（fù）的元素。

光波與物質的相（xiàng）互作用代表著開發計（jì）算機的（de）一種可能途徑，這種方法不受當今芯片局限性的限製。新（xīn）型芯片的原（yuán）理本質上與20世紀60年代計算革命初期芯片的原理相（xiàng）同。

研究（jiū）人員在論文中（zhōng）描述了這種芯（xīn）片的開發過程。他們的目標是開（kāi）發一個執行向量矩陣乘法的平台。向量（liàng）矩陣乘（chéng）法是神經網絡開發和功能中的核心數學運算，而神經網絡是當（dāng）今支持AI工具的計算機體係結構。

恩赫塔解釋說，他們可將矽晶（jīng）片（piàn）做得（dé）更薄，比如150納米（mǐ），並且使用高度不均勻的矽晶片，但這僅限於特定區域。裁線機在無需添加任何其（qí）他（tā）材料的情況下，這些高度的變化提供了一種控製光在芯片中傳播的（de）方法，因為高度的變化可導致光以特定的模式（shì）散射，從而允許芯片以光速進行數（shù）學計算。

除了更（gèng）快的速度和更少的能耗之外，新型芯片還（hái）具有隱私優勢。由於許多計算（suàn）可同時進行，因此無需在計算機的（de）工作內存中存儲敏感信息，從（cóng）而使采用此類（lèi）技術的未來計算機幾乎無法被入侵（qīn）。