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在新式诡计机的里面，一束轻细的 LED 发出绿光。这些灯有我方的职责。它们在进行诡计。现在，这些数学运算正在告诉诡计机如何识别手写数字图像。

该诡计机是权谋姿色的一部分。

该开采莫得外壳。“你不错把手伸进电脑里挡住后光，”Hitesh Ballani 说。他解释说，一朝他这么作念，“它就不知说念我方在搞定什么问题了。”

短暂间，诡计机不再正确地说出数字，而是吐出“连忙揣度”，巴拉尼说。然后他把手拿开。现在流光再次正确诡计。“看到它果真很令东说念主高傲，”他说。

Ballani 是英国剑桥微软权谋院的诡计机科学家。他的职责是开发这台机器，即模拟光学诡计机。顾名想义，它使用光进行诡计。模拟意味着它的操作与数字相背。

在数字诡计机中，信号要么是 1，要么是 0。它就像一个只可翻开或关闭的电灯开关。模拟信号更像是一个调光开关。全齐翻开和全齐关闭之间的任何光强度齐是可能的。

需要明确的是，光照旧是数字诡计的进犯构成部分。光纤电缆以光束的步地在诡计机之间往来传输数据。但要真实进行诡计，这些诡计机必须先将光调度成电能。

电子诡计机照旧到达极限。提高其速率和功率变得越来越贫寒。与此同期，东说念主工智能等新技艺需要越来越多的诡计能力。巴拉尼指出，“对诡计能力的需求正在激增”。这些系统也消耗越来越多的动力。

模拟光学诡计机和其他新式光诡计技艺可能有助于中意此类需求。该技艺还不错通过减少所需的动力来匡助绿色东说念主工智能和其他新兴技艺。

一些简单的数学学问

你戴眼镜吗？若是你戴，恭喜你！你有我方的光学诡计机。

就地景中的后光照耀到这些镜片上时，它就会变形。场景从迂缓变得清爽。无论你看什么，眼镜齐管帐算出场景的变化。“而况他们这么作念不需要任何动力本钱——除了制造玻璃和迂回它的原始本钱，”查尔斯·罗克斯-卡姆斯说。他在加州斯坦福的斯坦福大学和剑桥的麻省理工学院从事光学诡计职责。

镜头滤镜也会对后光进行简单的诡计。透明滤镜允许通盘后光通过。Ballani 解释说，这相配于将后光强度乘以一。在另一侧，你总会得回不异的强度。

玄色滤光片会违犯通盘后光，因此乘以零。有色滤光片就像一副太阳镜，只会违犯部分后光。他解释说，这相配于“将光的强度乘以 0 到 1 之间的值”。你也不错添加后光。在智高手机相机的芯片中，许多光束的强度齐落在团结个区域上，这会使图像中的阿谁点变亮。

乘法或加法发生在滤光片或相机芯片的通盘这个词区域。许多不同的光束会同期改变。

对无数数字进行简单运算刚巧是东说念主工智能非常进犯的一部分。但在数字诡计机的中央处理器 (CPU) 中，通盘这些诡计接续齐是一一进行的。这会破钞时期和动力。光学诡计机不错更不详地同期实践此类数学运算。请持重，东说念主工智能中使用的某些专用电子芯片（称为图形处理单位 (GPU) 和张量处理单位 (TPU)）也不错同期进行无数数学运算。

超智能镜片

一些新式光学诡计机将眼镜或相机镜头的见识提高到一个新的水平。

艾多甘·奥兹坎是加州大学洛杉矶分校的别称工程师。他的团队遐想了一种传感器，他称之为衍射光学处理器。“把它们设想成畴昔派的镜头，”他说。

每个处理器齐有多层玻璃或其他材料，后光不错穿过这些材料。每层齐包含许多轻细结构。每个结构齐会以不同的方式改变后光。尽管它们不错实践复杂的任务，但这些处理器不需要能量来运行。

工场可能会用它来查找所分娩家具的颓势。

“假定我正在分娩某种抗癌药物，”奥兹坎冷落说念。找到任何有颓势的药物很进犯，这么它们就不会被送到患者手中。险些通盘的药物齐是无颓势的。然则，如今的工场使用诡计机来处理每一批药物的图像，扫描偶尔出现的颓势。这花费时期和元气心灵。

“归根结底，数据太多了，”奥兹坎说。“咱们被数据褪色了。”

智能光学处理器不错改变这种情况。它不错触发相机自动检测颓势。然后，工场只需拍摄有颓势的药品。

Ozcan 的团队为这项任务遐想了一个光学处理器。为了测试它是否能在现实情况下表现作用，他们用方形硅样品代替工场可能分娩的家具。硅是一种半导体材料，用于标准诡计机芯片。其中一些样品上蚀刻有颓势。工程师们必须弄明晰在处理器的各层中添加哪些轻细结构，以便处理器概况发现这些颓势。

为了扫尾这一商量，权谋东说念主员创建了一个虚构光学处理器，其层中具有连忙结构。他们还创建了原始硅块的虚构模拟。然后，AG视讯百家乐他们又在 20,000 多个虚构硅块中添加了颓势。

他们在一台已往电脑上使用机器学习来检修他们的新虚构处理器。他们向它展示了虚构样本。起初，它只可连忙揣度是否存在颓势。但每次到手或罪状之后，处理器许多轻细部件的厚度（改变其透过的光量）齐会进行休养，以使畴昔更有可能得回正确谜底。

终末，虚构光穿过有颓势的样本时的强度与穿过精良样本时的强度不同。

接下来，团队必须测试这种遐想是否也能在现实寰宇中表现作用。他们用3D 打印技艺打印了处理器，并用一组 10 个真实的硅片进行了测试。该团队照旧在其中 9 个硅片上蚀刻了颓势。

处理器正确识别了通盘有颓势的晶圆，而忽略了正常的晶圆。Ozcan 的团队在 2023 年 10 月发表在《当然通信》上的一篇论文中表现了这一到手。

该团队还遐想了用于许多其他类型任务的光学处理器。他们最新的一款处理工具有可旋转的层。这不错匡助它加密数据。

数百万次乘法

一朝智能镜片通过 3D 打印出来，其结构就不会改变。因此，每项新任务齐需要遐想一个新镜片。Ozcan 指出，你可能只需要再行打印其繁多层中的一两层。但它并不像现在典型的诡计机那样真实可编程。

比较之下，微软的模拟光学诡计机不错再行编程。但与 Ozcan 的智能镜片不同，它无法告成捕捉物体或场景发出的光。相背，它从电子数字图像文献中识别手写图像。一种称为调制器的组件通过改变系统绿色 LED 的亮度将这些电子数据调度为光。

这些 LED 现在照耀到芯片上。它就像憨厚在教室里使用的投影仪内的芯片一样。该投影仪芯片会调亮或调暗每条后光，以进行编程所需的数学运算。

Ballani 指出：“该芯片上有 400 万像素。”这意味着“当后光穿逾期，”他说，“表面上你不错 [同期] 进行 400 万次乘法运算。”

数以百万计的乘法阻挡叠加发生。每个数学问题的谜底齐会反映到系统中，以新的方式使灯光变亮或变暗。诡计完成后，诡计机将光调度回数字电子信号。这成为开动问题的谜底。

是以它是一台光学/数字混算诡计机。

通过 LED 和投影仪芯片轮回传输的光只可实践特定类型的诡计。其他类型的光则通过诡计机的电子部件传输。该部件的职责旨趣也与已往诡计机中的 CPU 天渊之别。它处理模拟电信号，而不是数字电信号。

其他公司也在权谋制造同期使用数字电子和光学技艺的混算诡计机的步履。

总部位于加州山景城的 Lightmatter 正在开发一款东说念主工智能芯片。它收受激光进行基于光的乘法运算。通盘其他类型的诡计齐将通过典型的电子芯片进行。总部位于波士顿的 Lightelligence 公司制造了一款名为 Hummingbird 的诡计机处理器。它愚弄光在处理器内的不同电子元件之间快速传输数据。

确认注解不详的新技能

全齐光学的通用诡计机目下还不存在。这是有原因的。光子比驱动已往诡计机诡计的电子更难为止。

在典型的数字诡计机里面，元件料理着电流的流动。这有点像为止说念路上的交通流量。晶体管不错快速启动和住手电流或增加电流速率。二极管则强制电流只朝一个标的流动。

大多数类型的诡计齐需要这种精准的交通为止。

然则，光子却不除名同样的限定。很难让它们住手、来源或只朝一个标的流动。“大多数光子根底不可爱与周围环境互动，”詹妮弗·迪翁说。她是斯坦福大学的材料科学家。

为止光子接续需要体积巨大的材料，比如大磁铁。但诡计机芯片却非常小。若是无法为止光在这些小圭表上的行为，“我觉得咱们将堕入诡计的阴沉期间，”迪翁说。

值得侥幸的是，她是寻找为止后光新步履的众人。2019 年，她的团队遐想了一种新式二极管。它非常小。但它不错让光只朝一个标的流动。迪翁让这种二极管的材料像磁铁一样表现作用。

“当光子穿过材料时，嗅觉就像在磁场中一样，”她解释说，“因此只可朝一个标的传播。”

自 2019 年以来，她的团队一直在权谋用于切换光强度的材料。“咱们照旧讲明，咱们不错以致极快的速率翻开和关闭光，”她说。

她的团队已将其与新二极管勾通起来。她的博士生哈米什·卡尔·德尔增多 (Hamish Carr Delgado) 现在规划将其开发成家具。它可能不会立即用于光学诡计机。但它在数据中心可能非常有效，迪翁说。在何处，它不错匡助疏导数据（以光的步地迁徙）在各式电子诡计机组件之间迁徙。

迪翁说，为了在畴昔不绝矫正诡计机，咱们需要收受一系列不同的步履。光学昭彰是一种很有出路的步履。但它远非独一。还有量子诡计。以及师法大脑运作方式的诡计机。

这两种类型的量子诡计机可能齐会将光行动其部分操作的一部分。举例，总部位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的 PsiQuantum 公司照旧开发出一种愚弄单光子进行量子操作的步履。他们制造了概况产生和检测单光子的袖珍元件。他们还制造了为止光子的元件。

到目下为止，他们照旧将满坑满谷的此类组件拼装到餐盘大小的硅片上。该公司麇集首创东说念主皮特·沙德博特 (Pete Shadbolt) 暗示，在显微镜下不雅察这些硅一忽儿，有些部件看起来“有点像外星飞船”。

好多新步履层见叠出。它们共同标明光可能会改变诡计的畴昔。

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