Экспериментальный образец сверхбыстрого фотонного вычислителя изготовили самарские ученые

Ученые Самарского университета имени Королева завершили сборку экспериментального образца фотонного вычислителя, который позволяет обрабатывать видеоданные в сотни раз быстрее нейросетей, работающих на основе традиционных полупроводниковых компьютеров. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

«Сборка экспериментального образца аналогового фотонного вычислителя завершена, все детали и компоненты установлены, теперь нужно настроить, откалибровать и отрегулировать всю систему», — сообщили в университете.

Экспериментальный вычислитель — компактный прибор, который может поместиться в корпус размером с небольшой системный блок компьютера. Фотонная вычислительная система предназначена для обработки видеоданных: анализа поступающего в систему видеопотока и практически мгновенного нахождения и распознавания заданных объектов и изображений в режиме реального времени. Первую серию экспериментов с использованием фотонной вычислительной системы планируют провести до ноября. Для анализа используют также данные, полученные с двухдиапазонного гиперспектрометра, разработанного в университете. Гиперспектральные съемка и дистанционное зондирование Земли представляют каждый пиксель полученного изображения в виде спектра, за счет чего позволяют обнаруживать объекты, невидимые для других средств наблюдения.

«Возможность анализа гиперспектральных данных можно назвать ключевой особенностью нашего вычислителя. Он может распознавать и классифицировать заданные объекты в видеопотоке почти со скоростью света — в сотни раз быстрее современных цифровых нейросетей на основе полупроводниковых компьютеров, и такая скорость анализа позволит очень оперативно обрабатывать гиперспектральные данные, которые изначально представляют собой очень значительные по объему массивы информации», — рассказал профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета имени Королева Роман Скиданов.

По словам ученого, аналоговые оптические вычислительные системы отличаются не только быстродействием и широким спектральным диапазоном, но и полной защищенностью от электромагнитных помех, низким энергопотреблением и возможностью параллельной обработки данных. Демонстрационный образец фотонного вычислителя ученые собрали в 2023 году, эксперименты показали надежность распознания изображения прибором на уровне 93,75%. В экспериментальном образце, собранном в августе 2024 года, использовали другой лазер — диодного типа, который благодаря меньшей когерентности может улучшить точность распознавания изображения. В 2025 году ученые университета планируют изготовить и испытать опытный образец вычислителя, который может стать предсерийным.

Проект реализуется в рамках научной программы Национального центра физики и математики (НЦФМ). Исследования по данному проекту финансируются со стороны Министерства науки и высшего образования РФ и госкорпорации «Росатом».