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类脑光子芯片，这个专业名词给人的第一印象是，它很“高大上”。而恰恰就在日前，已有不少的媒体相继报道了，由英国牛津大学、英国埃克塞特大学和德国明斯克大学的研究人员们组成的一支研究团队，已在近期研发出了一款大小为3mm×6mm的类脑光子芯片（类脑光驱动芯片）。该研究团队还向世人们声称，这款类脑光子芯片的运算速度比单个人大脑的计算速度要高出1000倍！并且，从2013年开始，该研究团队就在从事相关的研究工作。目前，该研究团队正在研发封装这类类脑光子芯片的方法，以便为下一步的商业化打下基础。 一方面，单个人大脑中有1000亿个神经元，每个神经元都与其他成千上万个神经元相连接（一个神经元和另一个神经元相接触的部位便是突触）。单个人大脑中的突触（连接）数量估计就有100万亿个到1000万亿个之间。由此，单个人大脑在单位时间内处理的计算量便是大得十分惊人的。加之，单个人大脑能够快速并同时处理和存储大量的数据（并行处理），且功耗低到只需几十瓦特。另一方面，随着人工智能时代的到来，传统电子芯片在面对复杂多层的计算需求，以及越来越高的数据传输量与传输速度的要求时，已经显得越来越“力不从心”。相对而言，光粒子目前不单是运行速度最快的粒子，而且光波所具有的频率、波长、偏振态和相位等信息也可以代表不同的数据。再则光路在交叉传输时也不会相互干扰，这便使得光计算能够并行处理大量的数据。 （人脑中突触功能示意图。） 前面说到的那款类脑光子芯片便是由相变材料和光子集成电路组合而成的芯片。该款芯片中所包括的7000万个晶体管和850个光子元件（用于发送和接收光信号），就组成了类似于人们脑神经网络的（硬件）突触。值得一提的是，相变材料在现实中已经广泛地存在。一门名为集成光子学的学科也已经问世，该学科专注于研发一类基于光信号的快速处理芯片。既然有研究人员们正在这般努力地研发一类可商用化的类脑光子芯片，有人就据此预测，在不久的将来，会有不止一款的类脑光子芯片是有可能分别应用在数据中心、智能手机和计算机等设备中。 |
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