Te ahunga whakamua nui: te whakamahi i nga whatunga whatu neuromorphic

I roto i nga tekau tau kua pahure ake nei, ko te ia tino rongonui me te tika, ko Moore's Law, i tohuhia e Gordon Moore o IBM i te tau 1965, kei te ngaro haere inaianei hei inenga mahi rorohiko. I matapaetia e te Ture a Moore mo ia rua tau ka ruarua te maha o nga transistors i roto i te ara iahiko whakauru, ka nui ake nga transistors i roto i te rahinga o te mokowā, ka piki ake te tatauranga me te mahi rorohiko. I te Paenga-whāwhā 2005, i roto i te uiuinga, ko Gordon Moore tonu i kii ka kore e mau tonu tana matapaetanga: “I runga i te rahi [o nga transistors] ka kite koe kei te tata tatou ki te rahi o nga ngota he arai tuuturu, engari e rua, e toru ranei nga reanga i mua i to tatou taenga ki tera—engari he tawhiti rawa atu tera i ta tatou i kite ai. He 10 ki te 20 ano nga tau i mua i to tatou ekenga ki te rohe taketake.   

Ahakoa kua mate te ture a Moore ki te mate, kei te kite etahi atu tohu o te rorohiko i te pikinga o te whakamahinga. Na te hangarau e whakamahia ana e tatou i roto i o tatou oranga o ia ra, ka kite tatou katoa i nga ahuatanga o nga rorohiko e iti haere ana, engari ano hoki kei te roa ake te roa o nga pākahiko taputapu. Ko te ahua o muri me nga pākahiko ka kiia ko te Ture a Koomey, i tapaina ki te ahorangi o te Whare Wananga o Stanford a Jonathan Koomey. Ko te ture a Koomey e matapae ana "… i te utaina rorohiko, ka heke te nui o te pākahiko e hiahia ana koe ma te rua tau ia tau me te haurua." No reira, ko te kohi hiko hiko, ko te kaha o te kaha o nga rorohiko kei te rearua mo ia 18 marama. Na, he aha enei ahuatanga me nga huringa katoa e tohu ana me te whakaatu ko te heke mai o te rorohiko.

Te heke mai o te rorohiko

Kua tae tatou ki te wa o te hitori me tautuhi ano tatou i te rorohiko i te mea kua kore e whai mana nga tikanga me nga ture i tohuhia i nga tekau tau ki muri. Ano hoki, i te wa e pana ana te rorohiko ki te nano me te quantum unahi, ka kitea nga herenga tinana me nga wero kei te haere mai. Tena pea ko te nganatanga tino nui ki te mahi rorohiko nui, te rorohiko quantum, he tino wero ki te whakamahi pono i te urunga inenga mo te tatau whakarara, ara, te mahi i nga tatauranga i mua i te wetewete o te quantum. Heoi, ahakoa nga wero o te mahi rorohiko kua nui te ahunga whakamua i roto i nga tekau tau kua hipa. Ka kitea e koe nga tauira o te hoahoanga rorohiko a John von Neumann e whakamahia ana ki te rorohiko quantum. Engari tera ano tetahi atu whenua kaore i tino mohiotia o te rorohiko (super), e kiia ana ko te rorohiko neuromorphic kaore i te whai i te hoahoanga tuku iho a von Neumann. 

Ko te rorohiko neuromorphic i whakaarohia e te ahorangi o Caltech a Carver Mead i tana pepa seminal i te tau 1990. Ko te tikanga, ko nga maataapono o te rorohiko neuromorphic i ahu mai i runga i nga maataapono koiora o te mahi, penei i te whakaaro ka whakamahia e te roro o te tangata ki te tatau. He wehewehenga poto i waenga i te ariā rorohiko neuromorphic ki te ariā rorohiko puāwaitanga von Neumann i whakarāpopotohia i roto i te tuhinga na Don Monroe i roto i te Association mo nga Miihini Rorohiko hautaka. Ko te korero penei: "I roto i te hoahoanga tuku iho a von Neumann, he kaupapa arorau kaha (he maha ranei nga mea whakarara) e mahi ana i runga i nga raraunga i tangohia mai i te mahara. Engari, ko te rorohiko 'neuromorphic' e tohatoha ana i te tatau me te mahara ki roto i te tini o nga 'neuron' ahua tawhito, e korero ana ia ki nga rau, mano tini ranei o etahi atu neuron na roto i nga 'synapses.'  

Ko etahi atu o nga ahuatanga matua o te rorohiko neuromorphic ko te whakararu i te he, e whai ana ki te whakatauira i te kaha o te roro o te tangata ki te ngaro nga neuron me te mahi tonu. Ka rite, i roto i te rorohiko tuku iho ka pa te mate o tetahi transistor ki te mahi tika. Ko tetahi atu painga o te rorohiko neuromorphic i whakaarohia ko te kore e tika kia whakamaheretia; ko tenei kaupapa whakamutunga he whakatauira ano i te kaha o te roro tangata ki te ako, ki te whakautu me te urutau ki nga tohu. No reira, ko te rorohiko neuromorphic te kaitono pai mo te ako miihini me nga mahi mohio. 

Te ahunga whakamua o te supercomputing neuromorphic

Ko te toenga o tenei tuhinga ka uru ki nga ahunga whakamua o te neuromorphic supercomputing. Ko te mea nui, ko nga rangahau i whakaputaina tata nei mo te Arxiv mai i a Alexander Tait et. al. i puta mai i te Whare Wananga o Princeton e whakaatu ana he tauira whatunga neural photonic-a-silicone i runga ake i te huarahi rorohiko tikanga ma te tata ki te 2000-fold. Ko tenei papaaho whakaahua neuromorphic o te rorohiko ka arahi ki te tukatuka korero tino tere. 

Te Tait et. al. pepa e tika ana Neuromorphic Silicon Photonics Ka timata ki te whakaahua i nga pai me nga huakore o te whakamahi i te ahua marama whakaahua o te iraruke hiko mo te rorohiko. Ko nga kaupapa matua tuatahi o te pepa ko te marama kua whakamahia nuitia mo te tuku korero engari kaore mo te whakarereke korero, ara, te rorohiko whatu matihiko. Waihoki, ki te rorohiko quantum, he tino wero tinana ki te rorohiko whatu matihiko. Ka haere te pepa ki roto i nga korero mo te papa rorohiko rorohiko neuromorphic i whakaarohia i mua ko te Tait et. al. kapa i whakaputaina i te tau 2014, ko te taitara Pāohotanga me te taumaha: He whatunga whakauru mo te tukatuka koikoi whakaahua. Ko ta raatau pepa hou e whakaatu ana i nga hua o te whakaaturanga whakamatautau tuatahi o te whatunga neural photonic integrated. 

I roto i te hoahoanga rorohiko "pāho me te taumaha", ka tohua nga "nodes" he "wavelength carrier" ahurei ko te "wavelength division multiplexed (WDM)" katahi ka whakapaohohia ki etahi atu "nodes". Ko nga "nodes" i roto i tenei hoahoanga he mea hei whakataurite i te whanonga neuron i roto i te roro tangata. Na ka tukatukahia nga tohu "WDM" ma nga whiriwhiringa uara-tonu e kiia nei ko "peeke taumaha (MRR) microring" ka whakarāpopotohia ma te hiko ki roto i te uara kitenga hiko katoa. Ko te kore-raina o tenei huringa hiko-optic whakamutunga ko te kore-raina e hiahiatia ana hei whakatauira i nga mahi neuron, he mea nui ki te rorohiko i raro i nga maataapono neuromorphic. 

I roto i te pepa, ka matapakihia ko enei whakanekehanga huringa hiko-whakamatau kua whakamohiohia he rite te ahua pangarau ki te tauira "2-node continue-time recurrent neural network" (CTRNN). Ko enei hua paionia e kii ana ka taea te whakamahi i nga taputapu hotaka i whakamahia mo nga tauira CTRNN ki nga papaa neuromorphic-a-silicon. Ko tenei kitenga ka whakatuwhera i te huarahi ki te urutau i nga tikanga CTRNN ki nga whakaahua silicon neuromorphic. I roto i ta raatau pepa, ka mahia e raatau he tauira tauira ki runga i o raatau hoahoanga "whakapaho me te taumaha". Ko nga hua e whakaatu ana ko te tauira CTRNN i whakatairite ki runga i o raatau hoahoanga 49-node ka puta te hoahoanga rorohiko neuromorphic ki te pai ake i nga tauira rorohiko puāwaitanga e 3 ota te nui.