據物理學家組織網近日報道，美國國家標準與技術研究院(NIST)的研究人員研制出一種硅芯片，它具有精準分發光信號的能力，為未來的神經網絡研究提供了一種潛在設計方法。
人腦擁有數十億神經元(神經細胞)，每個神經元之間都存在著上千個連接點。許多研究項目致力于制造人工神經網絡電路來模擬大腦，但是，像半導體電路這類傳統電子器件，通常無法滿足正常運作的神經網絡中極其復雜的線路需求。NIST團隊使用光取代電流作為信號媒介，加快了信號傳播速度，并消除了電荷干擾。該團隊物理學家杰夫?奇利斯稱：“光的優點在于可進一步優化神經網絡的性能，使其能進行精確的科學性數據分析，可用于量子信息科學等，并加速高智能無人駕駛汽車控制系統的開發研究?！?/p>
報道稱，NIST設計的芯片通過兩層光子波導的垂直堆疊，攻克了光信號應用中的主要難題。這種結構將光限制于狹小路線中進行光信號路由，很大程度上類似于采用電線路由電信號。這種三維設計使復雜的路由機制得以運行，進而完成模仿神經系統運作過程的必要步驟。研究人員表示，激光通過光纖傳輸到芯片中，根據選定的光的強度及分布模式，芯片會將每個輸入路由到輸出組。通過輸出信號圖像評估結果表明：最終輸出高度均勻、誤差率低，實現了精準的功率分布。
該研究成果的意義在于：一是運用三維設計模型實現更多的光學傳輸連接，其二是新型測量技術的成功開發使光子系統中眾多器件的特性得以體現。今后隨著人們對光電子神經系統的大規模深入研究，這兩方面的突破將會起到至關重要的作用。
(譚朝文 摘編自鳳凰網)