9月3日,位于英国剑桥的微软研究院宣布,其团队成功利用Micro LED光源、光学透镜和智能手机摄像头传感器,构建出一台新型模拟光学计算机(Analog Optical Computer,AOC)。研究成果发表于最新一期《自然》(Nature),并有望为金融结算、医疗影像和人工智能带来突破性应用。

图片来源:微软
据悉,与依赖二进制运算的数字计算机不同,AOC通过光学物理过程进行计算,能规避传统数字计算的部分瓶颈。研究人员设想,AOC在特定问题上可实现速度与能效提升百倍,且具备常温运行和低能耗等优势。
据悉,AOC已在两大领域展现潜力。在金融领域,微软已与巴克莱银行合作,模拟解决清算证券交易结算的优化问题,在涉及1800个参与方的2.8万笔交易测试中,AOC展现出高效准确的求解能力。
另外,在医疗领域,微软研究团队利用AOC的“数字孪生”模型重建MRI扫描,理论上可将扫描时间从30分钟缩短至5分钟,显著提高医疗资源利用率。
研究团队强调,AOC并非通用计算机,而是针对优化类问题和特定AI任务的专用架构,借助光子通过传感器时的强度变化来实现加法和乘法。

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AOC目前所拥有的模型参数已从64个扩展至256个,未来,通过增加更多Micro LED有望达到数百万甚至十亿级,AOC能够完成更复杂的运算且设备体积将随着器件微型化而缩小。
在AI应用方面,微软研究人员已证明AOC可运行简单机器学习任务,并展现出在“状态跟踪”等高能耗推理任务中极具优势。研究估算,AOC的能效可比现有GPU提升约100倍。
未来,研究团队计划每两年迭代新一代AOC,逐步扩展规模与能力。微软研究团体认为,这项技术将在金融交易优化、医疗影像加速以及AI计算中发挥核心作用。
值得注意的是,微软近期持续应用Micro LED技术实现最新研究项目。此前,微软研究团队还基于Micro LED研发了光互连技术MOSAIC,采用数百个低速并行的Micro LED通道,实现具有极低功耗、更长距离传输、更高可靠性、可扩展与兼容的宽而慢(WaS)通信架构模式。
