Les chercheurs développent le processeur neuromorphique le plus puissant du monde pour l’IA

Dans ce qui constitue un grand progrès dans le domaine de l’intelligence artificielle (IA), une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Université de technologie Swinburne a développé le processeur neuromorphique le plus puissant du monde pour l’IA. Il fonctionne à un rythme ahurissant de plus de 10 billions d’opérations par seconde (TeraOps/s), ce qui signifie qu’il peut traiter des données à ultra-grande échelle.

Les travaux ont été publiés dans la revue Nature.

Dirigée par le professeur David Moss de Swinburne, le Dr Xingyuan Xu et le professeur distingué Arnan Mitchell de l’Université RMIT, l’équipe a accéléré la vitesse de calcul et la puissance de traitement. Ils ont pu créer un processeur neuromorphique optique capable de fonctionner plus de 1 000 fois plus vite que les précédents. Le système peut également traiter des images à ultra-grande échelle, ce qui est important pour la reconnaissance faciale, car les processeurs optiques précédents ont échoué à cet égard.

Le professeur Moss est directeur du Centre des sciences optiques de Swinburne, et il a été nommé l’un des meilleurs chercheurs australiens en physique et en mathématiques dans le domaine de l’optique et de la photonique par The Australian.

« Cette avancée a été réalisée avec des « micro-combines optiques », comme notre vitesse de données Internet record rapportée en mai 2020 », a-t-il déclaré.

Autres processeurs et micro-combines de pointe

Les processeurs électroniques de pointe comme le Google TPU peuvent fonctionner à plus de 100 TeraOps/s. Cependant, ils nécessitent des dizaines de milliers de processeurs parallèles, tandis que le système optique de l’équipe ne repose que sur un seul processeur. Ils ont atteint cela en utilisant une nouvelle technique qui consiste à entrelacer simultanément les données dans le temps, la longueur d’onde et les dimensions spatiales à l’aide d’une source de micro-comb intégrée.

Pour ceux qui ne sont pas au courant des micro-combines, il s’agit de nouveaux appareils composés de centaines de lasers infrarouges de haute qualité sur un seul circuit imprimé. Par rapport à d’autres sources optiques, les micro-combines sont beaucoup plus rapides, plus légères et moins chères.

« Dans les 10 ans depuis que j’ai co-inventé les micro-combines, les puces de micro-combines intégrées sont devenues extrêmement importantes et il est vraiment excitant de les voir permettre ces progrès énormes dans la communication et le traitement de l’information », déclare le professeur Moss. « Les micro-combines offrent une promesse énorme pour répondre aux besoins insatiables du monde en matière d’information. »

Processeur de l’avenir

Le Dr Xu est co-auteur principal de l’étude et est un ancien élève de Swinburne et un boursier postdoctoral du département de génie électrique et informatique de l’Université Monash.

« Ce processeur peut servir de front-end universel à ultra-haute bande passante pour tout matériel neuromorphique – optique ou électronique – et apporter l’apprentissage automatique de données massives en temps réel à ultra-haute bande passante », déclare le Dr Xu.

« Nous avons actuellement un aperçu de l’apparence des processeurs de l’avenir. Cela nous montre vraiment à quel point nous pouvons augmenter considérablement la puissance de nos processeurs grâce à l’utilisation innovante des micro-combines », poursuit-il.

Selon le professeur Mitchell de RMIT, « Cette technologie est applicable à toutes les formes de traitement et de communication – elle aura un impact énorme. À long terme, nous espérons réaliser des systèmes entièrement intégrés sur une puce, ce qui réduira considérablement les coûts et la consommation d’énergie. »

Le professeur Damien Hicks soutient l’équipe de recherche et est issu de Swinburne et de l’Institut Walter et Elizabeth Hall.

« Les réseaux de neurones convolutifs ont été au cœur de la révolution de l’intelligence artificielle, mais la technologie silicium existante présente de plus en plus un goulet d’étranglement en termes de vitesse de traitement et d’efficacité énergétique », déclare le professeur Hicks.

« Cette avancée montre comment une nouvelle technologie optique rend de tels réseaux plus rapides et plus efficaces et constitue une démonstration profonde des avantages de la pensée interdisciplinaire, en ayant l’inspiration et le courage de prendre une idée d’un domaine et de l’utiliser pour résoudre un problème fondamental dans un autre », poursuit-il.