डॉ. ज़ियानजिन गुओ, लुमाई के सीईओ और सह-संस्थापक – साक्षात्कार श्रृंखला

डॉ. ज़ियानजिन गुओ, लुमाई के सीईओ और सह-संस्थापक, एक भौतिक विज्ञानी और गहरे प्रौद्योगिकी उद्यमी हैं जो ऑप्टिकल कंप्यूटिंग और एआई हार्डवेयर में माहिर हैं, जिन्होंने हांगकांग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय से क्वांटम भौतिकी और गैर-रेखीय ऑप्टिक्स में पीएचडी की है। उन्होंने पहले कैलगरी विश्वविद्यालय में एक पोस्टडॉक्टरल पद और ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में 1851 अनुसंधान फेलोशिप सहित अनुसंधान भूमिकाएं रखी थीं, जहां उन्होंने फोटोनिक्स और एआई त्वरण में प्रगति में योगदान दिया। लुमाई से शोध प्रमुख से सीईओ तक बढ़ते हुए, वह कंपनी की मूल प्रौद्योगिकी के प्राथमिक आविष्कारक हैं और भौतिकी, मशीन लर्निंग और उन्नत कंप्यूटिंग सिस्टम के बीच लगभग एक दशक का अनुभव लाते हैं।

लुमाई एक ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय स्पिनआउट है जो 3डी ऑप्टिकल कंप्यूटिंग पर आधारित अगली पीढ़ी के एआई प्रोसेसर विकसित कर रहा है, जो एआई गणना करने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है। इसकी प्रौद्योगिकी आधुनिक एआई मॉडल को सक्षम करने वाले मैट्रिक्स ऑपरेशन को तेज़ करने के लिए डिज़ाइन की गई है, जो पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित जीपीयू की तुलना में काफी तेज़ प्रसंस्करण गति प्रदान करती है और ऊर्जा की खपत को कम करती है। मौजूदा डेटा सेंटर वातावरण में ऑप्टिकल गणना को एकीकृत करके, लुमाई अधिक स्केलेबल और लागत-कुशल एआई तैनाती को सक्षम बनाने का लक्ष्य रखता है, जो बड़े पैमाने पर एआई प्रणालियों में कम्प्यूट पावर और ऊर्जा की खपत के आसपास बढ़ती सीमाओं को संबोधित करता है।

आपके करियर की शुरुआत क्वांटम भौतिकी और गैर-रेखीय ऑप्टिक्स में हुई, बाद में आप ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में 1851 अनुसंधान फेलोशिप के रूप में काम किया, और फिर लुमाई की स्थापना की। जब आप यह महसूस करने का निर्णायक क्षण था कि ऑप्टिकल कंप्यूटिंग शैक्षणिक सिद्धांत से व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य कंपनी में बदल सकती है?

ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में, हम यह देखने की कोशिश कर रहे थे कि मुक्त स्थान में प्रकाश की विशेषताओं का उपयोग मशीन लर्निंग को सक्षम करने वाले मैट्रिक्स ऑपरेशन को हल करने के लिए कैसे किया जा सकता है। लगभग उसी समय, एआई के लिए पारंपरिक हार्डवेयर की सीमाएं अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही थीं। हमारे शोध में जिन चुनौतियों का समाधान किया गया था और अधिक कुशल कंप्यूट की आवश्यकता ने हमें विश्वास दिलाया कि हम अपने विचारों को लेकर वास्तविक दुनिया की समस्याओं का समाधान कर सकते हैं।

हम उस प्रारंभिक अनुसंधान से बहुत आगे बढ़ चुके हैं – लुमाई में हमने अब दुनिया का पहला ऑप्टिकल कंप्यूटिंग सिस्टम बनाया है जो वास्तविक समय में अरब-पैरामीटर एलएलएम चला सकता है।

लुमाई एआई में सबसे बड़ी बोतलनेक में से एक, ऊर्जा और स्केलेबिलिटी की सीमाओं को संबोधित कर रहा है, जो पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित कंप्यूटिंग में है। पारंपरिक आर्किटेक्चर में कौन सी विशिष्ट सीमाएं आपको एक मूल रूप से अलग दृष्टिकोण की ओर ले जाती हैं जो प्रकाश का उपयोग करती है?

जो हमें धक्का दिया वह सिलिकॉन समाधानों का सीमित मार्ग था। सिलिकॉन के साथ, आप क्रमिक लाभ देख रहे हैं, लेकिन वे असमानुपातिक रूप से बढ़ती शक्ति और जटिलता के साथ आते हैं। सिलिकॉन स्केलिंग की सीमा मुख्य रूप से भौतिकी के कारण है – आवृत्तियां नहीं बढ़ रही हैं, और थर्मल द्वारा स्विच किए जा सकने वाले ट्रांजिस्टर की संख्या सीमित है। रिसाव धाराएं अभी भी एक मुद्दा हैं। अनुमान है कि सिलिकॉन प्रति वर्ष केवल 25% प्रदर्शन में वृद्धि के लिए योगदान देता है।

उस बिंदु पर, यह पूछना समझ में आता है कि क्या कोई अलग भौतिक माध्यम उन संचालन को अधिक प्राकृतिक रूप से संभाल सकता है, न कि इलेक्ट्रॉनों को और अधिक कठिन धक्का देने का प्रयास कर रहा है।

आपका काम ऑप्टिकल कंप्यूटिंग और मशीन लर्निंग पर केंद्रित है। प्रकाश का उपयोग करने से हार्डवेयर स्तर पर गणना कैसे होती है?

इलेक्ट्रॉन के साथ, गणना अनिवार्य रूप से क्रमिक और हानिकारक होती है – आप ट्रांजिस्टर को स्विच कर रहे हैं, चार्ज को स्थानांतरित कर रहे हैं, गर्मी पैदा कर रहे हैं। प्रत्येक संचालन में एक थर्मल लागत होती है, और वह लागत जमा होती जाती है।

फोटॉन बहुत अलग व्यवहार करते हैं। प्रकाश प्रतिरोधक नुकसान के बिना यात्रा करता है, और महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रकाश की विशेषताओं का उपयोग करके, बड़ी संख्या में मैट्रिक्स संचालन को एक ही चक्र में निष्पादित किया जा सकता है, बस प्रकाश की किरणों को एक भौतिक माध्यम के माध्यम से परस्पर क्रिया करने के लिए संरचित किया जा रहा है। गणना प्रकाश के प्रसार में हो रही है, न कि अरबों गेट्स को स्विच करने में।

लुमाई की प्रौद्योगिकी 3डी ऑप्टिकल प्रोसेसिंग और बड़े पैमाने पर स्थानिक समांतरता का लाभ उठाती है। यह वास्तुकला जीपीयू की तुलना में इतनी महत्वपूर्ण प्रसंस्करण और दक्षता में सुधार कैसे प्राप्त करती है?

लक्ष्य एक ही चक्र में घने मैट्रिक्स गुणा को यथासंभव कुशलता से और तेजी से करना है। लुमाई का दृष्टिकोण प्रकाश का उपयोग करके ठीक यही करता है, एक त्रि-आयामी आयतन में लाखों संचालन एक साथ करता है।

आप 2डी संरचनाओं में उस स्तर की समांतरता प्राप्त नहीं कर सकते हैं, जहां संचालन सैकड़ों कोर पर संसाधित किए जाते हैं जिन्हें लगातार डेटा आंदोलन की आवश्यकता होती है। यह आंतर्निहित समांतरता – यह तथ्य कि एक बार जब आप प्रकाश डोमेन में होते हैं, तो संचालन बिना शक्ति जलाए किए जा सकते हैं – यही दोनों प्रसंस्करण में सुधार और प्रति टोकन में ऊर्जा में नाटकीय कमी को चलाता है।

कई एआई इंफ्रास्ट्रक्चर कंपनियां अभी भी प्रशिक्षण पर ध्यान केंद्रित कर रही हैं, जबकि लुमाई अनुमान पर लक्ष्यित है। आप क्यों सोचते हैं कि अनुमान इस अगले चरण में एआई की परिभाषित चुनौती है?

अनुमान वह है जहां एआई वास्तव में कुछ उपयोगी करता है – हर प्रश्न का उत्तर दिया जाता है, हर एजेंट कार्य पूरा किया जाता है, हर दस्तावेज़ उत्पन्न किया जाता है। हम अब अनुमान युग में प्रवेश कर चुके हैं, और मांग प्रशिक्षण-फोकस्ड हार्डवेयर को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन की तुलना में तेजी से बढ़ रही है।

अर्थशास्त्र भी अलग हैं: अनुमान निरंतर चलता है, लाखों उपयोगकर्ताओं पर। प्रति टोकन लागत निर्धारण मीट्रिक बन जाती है, और यह वह जगह है जहां ऊर्जा दीवार सबसे कठिन है।

जो अनुमान को विशेष रूप से ऑप्टिकल कंप्यूट के लिए उपयुक्त बनाता है वह यह है कि प्रीफिल स्टेज भारी कम्प्यूट-बाउंड है। इस प्रीफिल चरण में विभाजित अनुमान में, पूर्ण संदर्भ उत्पन्न होने से पहले संसाधित किया जाता है। यह लगभग हमारे ऑप्टिकल इंजन पर सही ढंग से मैप करता है और यह वह जगह है जहां हमने पहले ध्यान केंद्रित किया है।

ऑप्टिकल कंप्यूटिंग में एक लंबे समय से चली आ रही चुनौती स्थिरता और स्केलेबिलिटी रही है। लुमाई को इन बाधाओं को पार करने के लिए कौन से मुख्य तकनीकी सफलताएं थीं?

चुनौती यह नहीं थी कि यह साबित किया जाए कि ऑप्टिक्स गणना कर सकता है – शोधकर्ताओं ने वर्षों से सिद्धांत रूप में यह दिखाया था। चुनौती यह थी कि इसे प्रयोगशाला के बाहर पैमाने पर काम करना था।

दो चीजें सबसे ज्यादा मायने रखती थीं। पहला, हम आज डेटा सेंटर में संचार और नेटवर्किंग के लिए तैनाती के लिए उपयोग की जाने वाली उसी प्रकार की घटकों का उपयोग करते हैं। कोई विदेशी सामग्री नहीं, कोई संदेहास्पद आपूर्ति श्रृंखला नहीं। दूसरा, हमने जानबूझकर एक हाइब्रिड डिज़ाइन का चयन किया, जिसमें ऑप्टिकल टेंसर इंजन को सिस्टम नियंत्रण और सॉफ्टवेयर के लिए डिजिटल प्रोसेसिंग के साथ जोड़ा गया।

आपकी प्रणाली एक हाइब्रिड दृष्टिकोण का उपयोग करती है जो ऑप्टिकल और डिजिटल घटकों को जोड़ती है। वास्तविक दुनिया के डेटा सेंटर तैनाती के लिए ऑप्टिकल कंप्यूटिंग को व्यावहारिक बनाने में यह संतुलन कितना महत्वपूर्ण है?

यह मूलभूत है। ऑप्टिकल कंप्यूटिंग का अर्थ यह नहीं है कि सब कुछ प्रकाश से बदल दिया जाए। डिजिटल सिस्टम नियंत्रण, अनुक्रम, और दशकों से उद्योग द्वारा निर्मित सॉफ्टवेयर पारिस्थितिकी के साथ इंटरफेसिंग के लिए असाधारण रूप से अच्छे हैं। हमारा ऑप्टिकल इंजन अनुमान कंप्यूट में प्रमुख गणितीय संचालन में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। हाइब्रिड आर्किटेक्चर प्रत्येक घटक को वह करने देता है जो वह सबसे अच्छा करता है।

तैनाती के दृष्टिकोण से, यह बहुत महत्वपूर्ण है। लुमाई आइरिस मौजूदा डेटा सेंटर इन्फ्रास्ट्रक्चर में एकीकृत होता है, मानक इंटरफेस का उपयोग करता है, और वास्तविक मॉडल चलाता है, जिनमें लामा 8बी और 70बी आज शामिल हैं।

लुमाई आइरिस परिवार, विशेष रूप से आइरिस नोवा सर्वर की घोषणा के साथ, अरब-पैरामीटर मॉडल पर वास्तविक समय में अनुमान प्राप्त करने के लिए क्या संकेत मिलता है?

यह संकेत देता है कि ऑप्टिकल कंप्यूट ने शोध से वास्तविकता में प्रवेश किया है। अरब-पैरामीटर मॉडल को वास्तविक समय में चलाना उद्योग द्वारा आवश्यक प्रमाण बिंदु है। लुमाई आइरिस सर्वर परिवार में तीन सर्वर शामिल हैं: नोवा, ऑरा, और टेट्रा। लुमाई आइरिस नोवा, परिवार का पहला सर्वर, अब मूल्यांकन के लिए उपलब्ध है, और हम पहले से ही साथी के साथ जुड़ रहे हैं जो इसे वास्तविक अनुमान कार्यभार के खिलाफ काम करना चाहते हैं।

व्यापक रूप से, यह संकेत देता है कि एआई इंफ्रास्ट्रक्चर की प्रवृत्ति बदलने वाली है। यह माना जाता था कि अनुमान को स्केल करने का अर्थ है अधिक जीपीयू खरीदना, अधिक शक्ति खींचना, बड़े डेटा सेंटर बनाना। लुमाई आइरिस नोवा दिखाता है कि एक और मार्ग है – जो नाटकीय रूप से अधिक प्रदर्शन प्रति किलोवाट और प्रति टोकन एक मूल रूप से अलग लागत संरचना प्रदान करता है। जैसा कि लुमाई आइरिस सर्वर परिवार विकसित होता है, हाइपरस्केलर्स और उद्यमों के लिए कंप्यूट प्रोक्योरमेंट के बारे में सोचने के लिए परिणाम महत्वपूर्ण होंगे।

प्रेस विज्ञप्ति में पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में 90% कम ऊर्जा की खपत का उल्लेख किया गया है। वैश्विक डेटा सेंटरों का सामना करने वाली बढ़ती ऊर्जा प्रतिबंधों के संदर्भ में यह सफलता कितनी महत्वपूर्ण है?

ऊर्जा प्रतिबंध एआई युग की परिभाषित बुनियादी ढांचे की चुनौती है – शक्ति क्षमता पहले से ही तैनाती योजनाओं पर एक सीमित कारक है और हमने इतनी कहा जाने वाली शक्ति दीवार को मारा है।

इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, 90% की ऊर्जा खपत में कमी मूलभूत अर्थशास्त्र और एआई को बड़े पैमाने पर बनाने की व्यवहार्यता को बदलती है। एक ही लुमाई प्रणाली कई शक्तिशाली जीपीयू को बदल सकती है, जो एक दिए गए शक्ति आवरण के भीतर क्या हासिल किया जा सकता है में एक महत्वपूर्ण बदलाव का प्रतिनिधित्व करती है।

एक लागत आयाम भी है: डेटा सेंटर निर्माण लागत शक्ति क्षमता को प्रतिबिंबित करती है, इसलिए कम-शक्ति वाला डेटा सेंटर बनाने में कम लागत आती है। ऊर्जा की खपत को कम करने से सीधे प्रति टोकन लागत कम होती है – जो अंततः एआई को बड़े पैमाने पर आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाता है जिस पर उद्योग का निर्माण हो रहा है।

आगे देखते हुए, जब उद्योग एक पोस्ट-सिलिकॉन युग के बारे में बात करना शुरू कर रहा है, तो आप अगले दशक में ऑप्टिकल कंप्यूटिंग को कैसे विकसित होते हुए देखते हैं, और लुमाई इस संक्रमण में क्या भूमिका निभाएगी?

पोस्ट-सिलिकॉन युग पहले से ही शुरू हो रहा है, और यह अनुमान युग और प्रति टोकन कम लागत पर अधिक प्रदर्शन की निरंतर मांग के साथ हो रहा है। सिलिकॉन निश्चित रूप से एक भूमिका निभाता रहेगा, लेकिन यह मान लेना कि प्रत्येक पीढ़ी के कंप्यूट में सुधार सिलिकॉन नोड्स की प्रगति से आता है, एआई की मांग की दर पर अब अधिक विश्वसनीय नहीं है। हम देखते हैं कि ऑप्टिकल कंप्यूट का उपयोग स्टैक के उन हिस्सों में किया जा रहा है जहां उच्च समांतरता और उच्च प्रसंस्करण आवश्यक है।

लुमाई के लिए, रोडमैप ऑप्टिकल कंप्यूट की घनत्व, दक्षता और क्षमता को आगे बढ़ाने और इसे डेटा सेंटरों में तैनात करने के बारे में है। दृष्टि एक ऐसी दुनिया है जहां बुद्धिमत्ता की ऊर्जा लागत गिरती है और जहां एक मेगावाट-स्तर का डेटा सेंटर आज एक गिगावाट-स्तर की सुविधा जितना टोकन वॉल्यूम उत्पन्न कर सकता है।

यह भविष्य दूर की कल्पना नहीं है। हमने पहली प्रणाली बनाई है जो साबित करती है कि ऑप्टिकल कंप्यूट पैमाने पर काम करता है। यहां से सब कुछ इंजीनियरिंग है।

साक्षात्कार के लिए धन्यवाद, पाठक जो और जानना चाहते हैं उन्हें लुमाई पर जाना चाहिए।