Специалисты Самарского университета им. Королева создали демонстрационный образец высокопроизводительного фотонного процессора в рамках научной программы Национального центра физики и математики (НЦФМ), реализуемой при поддержке Госкорпорации «Росатом». Процессор работает на основе новой, фотонной компонентной базы, в которой информация передается частицами света (фотонами), а не электронами, как в привычных вычислителях.
Фотонный процессор достиг скорости обработки информации 5,3*1015 бит в секунду в серии экспериментов по распознаванию рукописных цифр из международной объёмной базы данных MNIST с точностью более 90%. Российские учёные ожидают в ближайшие годы увеличить производительность аналогового фотонного процессора на два порядка.
«Аналоговая фотонная вычислительная система позволяет проводить анализ и распознавание объектов в сотни раз быстрее современных цифровых нейросетей на основе традиционных полупроводниковых компьютеров. Это особенно важно для оперативного анализа гиперспектральных данных, изначально представляющих собой значительные по объёму массивы информации. Надежность распознавания в ходе первых экспериментов на демонстрационном образце составила 93,75%. В 2024 году планируется собрать и испытать экспериментальный образец системы в достаточно компактном корпусе размером с небольшой системный блок компьютера. Точность и надежность распознавания у экспериментального образца должна вырасти за счёт подбора компонентов с улучшенными характеристиками. Опытный образец установки, планируется, будет готов в 2025 году», – рассказал профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета им. Королёва, учёный НЦФМ доктор физико-математических наук Роман Скиданов.
Фотонный процессор настроен на работу с гиперспектрометром, который позволяет учёным создавать трёхмерный массив данных об изображении одновременно в двух диапазонах. Лабораторный образец оригинального двухдиапазонного гиперспектрометра также реализовали специалисты Самарского университета им. Королёва в рамках научной программы НЦФМ.
Учёные создали образец фотонного процессора в интересах реализации к 2030 году фотонной вычислительной машины НЦФМ класса «мегасайенс». По проекту, производительность машины будет рекордной и достигнет 1021 операций в секунду. Такая установка класса «мегасайенс» позволит решать прикладные задачи по обработке больших массивов данных и получать фундаментальные результаты в области искусственного интеллекта и машинного обучения.