Photonic Neural Processor

Apa ini?

🎯 Tips Simulator

📚 Glosarium

Photonic Neural Network

Jaringan saraf tiruan yang menggunakan sinyal optik (foton) dan bukan sinyal listrik (elektron) untuk melakukan komputasi, sehingga memungkinkan pemrosesan kecepatan cahaya.

Mach-Zehnder Interferometer (MZI)

Perangkat optik yang membagi berkas cahaya menjadi dua jalur dan menggabungkannya kembali; dengan mengontrol fase relatif, ia dapat melakukan operasi matriks yang diperlukan untuk jaringan saraf.

Matrix Multiplication

Operasi matematika inti dalam pembelajaran mendalam, di mana data masukan diubah oleh matriks bobot; prosesor fotonik melakukan operasi ini dengan kecepatan cahaya.

Optical Nonlinearity

Respons material yang tidak proporsional terhadap intensitas cahaya, penting untuk mengimplementasikan fungsi aktivasi dalam jaringan saraf fotonik -- merupakan tantangan utama di lapangan.

Silicon Photonics

Teknologi membangun sirkuit optik pada chip silikon menggunakan fabrikasi semikonduktor standar, memungkinkan produksi massal prosesor fotonik.

Wavelength Division Multiplexing

Mengirimkan beberapa saluran data secara bersamaan melalui jalur optik yang sama menggunakan panjang gelombang cahaya yang berbeda, sehingga meningkatkan throughput secara dramatis.

Microring Resonator

Pandu gelombang optik melingkar kompak yang dapat menyaring, mengganti, dan memodulasi sinyal cahaya, digunakan sebagai bobot yang dapat diprogram dalam jaringan saraf fotonik.

Phase-Change Material (PCM)

Bahan yang dapat beralih antara keadaan kristal dan amorf, digunakan dalam sistem fotonik untuk penyimpanan berat non-volatil di sinapsis jaringan saraf.

Optical Computing

Paradigma komputasi yang menggunakan foton untuk pemrosesan informasi, menawarkan keunggulan dalam kecepatan, paralelisme, dan efisiensi energi dibandingkan komputasi elektronik.

Activation Function

Fungsi matematika nonlinier yang diterapkan pada keluaran jaringan saraf; menerapkan hal ini secara optik (tanpa beralih ke elektronik) merupakan tantangan besar.

In-Situ Training

Melatih jaringan saraf secara langsung pada perangkat keras fotonik, bukan pada komputer digital, yang dimungkinkan oleh latensi komputasi optik yang sangat rendah.

Neuromorphic Photonics

Bidang ini menggabungkan komputasi yang terinspirasi ilmu saraf dengan fotonik, menggunakan neuron dan sinapsis berbasis cahaya untuk meniru pemrosesan saraf biologis.

Photonic Integrated Circuit (PIC)

Sebuah chip yang mengintegrasikan beberapa komponen optik (pandu gelombang, modulator, detektor) pada satu substrat, analog dengan sirkuit terpadu elektronik.

🏆 Tokoh Utama

Yichen Shen (2017)

Memimpin tim MIT tahun 2017 yang mendemonstrasikan jaringan saraf optik on-chip pertama menggunakan 56 interferometer Mach-Zehnder yang dapat diprogram pada chip fotonik silikon

Dirk Englund (2024)

Profesor MIT yang Quantum Photonics dan AI Group-nya mendemonstrasikan prosesor fotonik terintegrasi penuh yang mencapai akurasi 92%+ dalam inferensi sub-nanodetik (2024)

Marin Soljacic (2017)

Profesor MIT yang ikut memimpin pekerjaan jaringan saraf optik perintis pada tahun 2017 dan terus memajukan arsitektur komputasi fotonik

Demetri Psaltis (1990s)

Pelopor jaringan saraf optik yang menggunakan holografi pada tahun 1990an di Caltech, yang membangun landasan teori untuk komputasi fotonik

Wolfram Pernice & Harish Bhaskaran (2019-2021)

Mengembangkan sinapsis fotonik berbasis material perubahan fase yang memungkinkan penyimpanan beban non-volatil untuk jaringan saraf fotonik

Bhavin Shastri & Paul Prucnal (2021)

Menerbitkan ulasan Nature Photonics yang berpengaruh yang menetapkan peta jalan untuk fotonik neuromorfik dan komputasi optik berbasis lonjakan

Gu Min (2025)

Memimpin tinjauan komprehensif sinapsis fotonik, neuron, dan memristor terintegrasi di Universitas Shanghai untuk Sains dan Teknologi

🎓 Sumber Belajar

Deep learning with coherent nanophotonic circuits
Makalah Nature Photonics tahun 2017 yang penting mendemonstrasikan jaringan saraf optik on-chip yang pertama
Photonic processor enables ultrafast AI computations
Makalah Nature Photonics 2024 tentang prosesor AI fotonik terintegrasi penuh dengan inferensi sub-nanodetik
MIT News - Photonic Processor
Ikhtisar yang dapat diakses tentang terobosan tahun 2024 dalam komputasi AI fotonik yang terintegrasi penuh
Neuromorphic Photonics Review (arXiv)
Tinjauan komprehensif tentang dasar-dasar, perangkat, dan peluang dalam komputasi neuromorfik fotonik

💬 Pesan untuk Pelajar

Masa depan komputasi AI mungkin bukan perangkat elektronik yang lebih cepat -- mungkin perangkat elektronik itu sendiri yang ringan. Prosesor saraf fotonik mewakili perubahan mendasar: alih-alih mendorong elektron melalui kabel kecil yang menghasilkan panas dan membuang energi, kami mengarahkan foton melalui sirkuit optik yang menghitung kecepatan cahaya. Sebuah chip fotonik dapat bekerja dalam nanodetik dibandingkan prosesor elektronik yang membutuhkan waktu mikrodetik untuk menyelesaikannya. Ketika model AI tumbuh semakin besar dan haus daya, komputasi fotonik menawarkan jalan menuju kecerdasan ultracepat yang berkelanjutan. Revolusi transistor mengubah dunia; revolusi fotonik mungkin mengubahnya lagi.