Физики создали прямой метод обучения оптических нейросетей

16 августа 2024, 08:29 — ЭкоПравда

Китайские физики предложили прямой метод машинного обучения для оптических нейросетей, который уже был проверен экспериментально.

Разработанный подход позволяет обучать оптические нейросети, эффективность которых не уступает современным аналогам. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Известно, что нейросети стали неотъемлемой частью современной жизни, помогая решать широкий спектр задач. Однако по мере увеличения сложности задач растут и требования к вычислительным ресурсам.

Оптические нейросети, основанные на использовании фотонов, обещают решить эту проблему за счет высокоэффективных вычислений.

Настройка и обучение таких сетей требует сложного моделирования, а традиционные методы, такие как обратное распространение ошибки, оказываются слишком ресурсоемкими.

В этой связи группа ученых из Университета Цинхуа предложила альтернативный метод, который заменяет обратное распространение на прямую передачу ошибки. Математически доказано, что эта замена является эффективной и точной.

В рамках эксперимента ученые обучили оптические нейросети, которые показали впечатляющие результаты на стандартных наборах данных.

Однослойная сеть достигла 97% точности на MNIST, а восьмислойная сеть — 92,5% на Fashion-MNIST, что превзошло результаты, полученные ранее с использованием компьютерных моделей.

Ученые утверждают, что некоторые оптические нейросети, обученные с использованием этого метода, могут функционировать, используя менее одного фотона на одно скалярное умножение.

Это возможно благодаря усовершенствованной системе, которая суммирует интенсивность света через пространственные режимы, что открывает новые горизонты в энергоэффективных оптических вычислениях.

Исследователи уверены, что их метод станет основой для создания крупномасштабных высокоэффективных оптических систем и позволит развивать самостоятельное проектирование и обучение в области физики.

Напомним, что ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) в Красноярске создали пластырь для ускорения заживления ран. Подробнее об этом читайте в материале «ЭкоПравды».