Trung Quốc làm điều không tưởng: Chế tạo chip AI chỉ nhỏ bằng hạt muối, có thể xử lý dữ liệu với tốc độ cực nhanh

Một trong những thách thức lớn của sợi cáp quang là mặc dù có thể truyền dữ liệu mã hóa với tốc độ ánh sáng, quá trình giải mã thông tin lại tiêu tốn nhiều năng lượng và hoạt động chậm hơn đáng kể.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Thượng Hải (USST) của Trung Quốc đã tìm ra một giải pháp vi mô mang tính cách mạng.

Họ phát triển một chip AI sử dụng vật lý quang học để phân tích dữ liệu với mức tiêu thụ năng lượng cực thấp, trong khi kích thước của nó chỉ nhỏ bằng một hạt muối.

Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Photonics, dựa trên một loại mạng neuron quang học từng được các nhà khoa học tại Đại học California, Los Angeles phát triển vào năm 2018.

Hệ thống mang tên "mạng neuron sâu nhiễu xạ quang học" này gồm nhiều lớp bộ phận thụ động in 3D xếp chồng lên nhau chính xác, cho phép thực hiện các phép tính phức tạp bằng cách khai thác photon ánh sáng.

Nhóm nghiên cứu của USST đã cải tiến phương pháp này để tạo ra một mạng neuron thụ động có khả năng điều khiển ánh sáng nhằm thực hiện phân tích tính toán. Tuy nhiên, với việc dữ liệu mã hóa được truyền qua sợi cáp quang chỉ mỏng bằng sợi tóc người, họ cần một con chip nhỏ tương xứng để có thể đọc và xử lý từng photon một cách chính xác.

Để chế tạo chip AI siêu nhỏ này, nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ quang khắc hai photon ba chiều, tạo ra những lớp polymer siêu mỏng.

Sau đó, họ gắn con chip vào đầu sợi cáp quang, nơi nó thực hiện nhiệm vụ xử lý dữ liệu ngay khi truyền qua với tốc độ ánh sáng. Trong thử nghiệm, nhóm đã mã hóa các con số thành photon ánh sáng rồi truyền chúng qua sợi cáp quang.

Kết quả cho thấy chip AI có thể giải mã và tái tạo hình ảnh với độ chính xác cao, chỉ sai lệch rất nhỏ.

Dù hiện tại, chức năng nhận dạng hình ảnh của con chip còn khá cơ bản so với những hệ thống AI hiện đại, nhưng điểm ấn tượng nằm ở tốc độ và hiệu suất. Chip AI này chỉ mất vài phần nghìn tỷ giây để xử lý dữ liệu, đồng thời tiêu thụ lượng năng lượng ít hơn hàng nghìn lần so với các công nghệ nhận dạng hình ảnh dựa trên AI hiện nay.

Tuy nhiên, hệ thống này vẫn chưa hoàn thiện. Một khiếm khuyết nhỏ trong con chip có thể làm giảm hiệu suất của toàn bộ hệ thống theo thời gian, và mỗi chip cần được tùy chỉnh riêng cho từng nhiệm vụ cụ thể.

Dù vậy, các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này sẽ mở đường cho những ứng dụng tiên tiến, từ chụp ảnh nội soi đến máy tính lượng tử – những lĩnh vực đòi hỏi các thiết bị siêu nhỏ nhưng có khả năng tính toán mạnh mẽ.

Theo Popular Science

>> Sau DeepSeek, Trung Quốc tạo đột phá về động cơ, thách thức nền tảng vật lý - công nghệ đã tồn tại hàng trăm năm qua