Ученые Самарского университета имени Королева и их коллеги из Самарского филиала ФИАН РАН сделали значительный шаг вперед в области фотоники. Они обнаружили скрытые закономерности в хаотичном поведении лазерных лучей и выяснили, как превратить их в базовые элементы для искусственного интеллекта — фотонные нейроны. Об этом сообщила пресс-служба университета, ссылаясь на публикацию в ТАСС.
Исследование, опубликованное на портале «Наука» ТАСС, показало, что луч специального лазера (VCSEL) при определенных условиях создает сложные упорядоченные структуры, или «оптические узоры», вместо ожидаемого сфокусированного пучка света. С помощью математического моделирования ученые смогли точно предсказать параметры этого эффекта.
«Мы выявили и рассчитали, при каком стечении обстоятельств возникает хаотическая динамика и каким именно образом луч меняет свою внутреннюю структуру. Более того, мы научились вычислять условия, при которых в этом хаосе рождается строгая пространственно-временная упорядоченность», — пояснил старший научный сотрудник Антон Кренц, один из авторов исследования.
Перспективы применения
Открытие открывает путь к созданию новых вычислительных систем. Управляя хаотической динамикой лазерных лучей, ученые смогут разрабатывать миниатюрные нанолазеры размером в несколько сотен нанометров. Эти устройства станут основой для оптических нейросетей будущего, которые будут обрабатывать информацию со скоростью света и при низком энергопотреблении.
По архитектуре такие сети будут напоминать человеческий мозг и найдут применение не только в задачах искусственного интеллекта, таких как распознавание образов и анализ больших данных, но и в медицине и телекоммуникациях.
Источник: ТАСС Наука
