Учёные из научной кооперации НЦФМ создали образец аналогового фотонного процессора с производительностью, близкой к рекордной в мире

Специалисты Самарского университета им. Королёва создали демонстрационный образец высокопроизводительного фотонного процессора в рамках научной программы Национального центра физики и математики (НЦФМ) при поддержке Госкорпорации "Росатом". Устройство работает на основе новой, фотонной компонентной базы, в которой информация передается частицами света (фотонами), а не электронами, как в привычных вычислителях. Специализированный процессор уже сегодня позволяет распознавать огромные массивы данных в объёмных видеопотоках.

Фотонный процессор достиг скорости обработки информации 5,3*10¹⁵ бит в секунду в серии экспериментов по распознаванию рукописных цифр из международной объёмной базы данных MNIST с точностью более 90%. Российские учёные ожидают в ближайшие годы увеличить производительность аналогового фотонного процессора на два порядка.

"Аналоговая фотонная вычислительная система позволяет проводить анализ и распознавание объектов в сотни раз быстрее современных цифровых нейросетей на основе традиционных полупроводниковых компьютеров. Это особенно важно для оперативного анализа гиперспектральных данных, изначально представляющих собой значительные по объёму массивы информации. Надежность распознавания в ходе первых экспериментов на демонстрационном образце составила 93,75%. В 2024 году планируется собрать и испытать экспериментальный образец системы в достаточно компактном корпусе размером с небольшой системный блок компьютера. Точность и надежность распознавания у экспериментального образца должна вырасти за счёт подбора компонентов с улучшенными характеристиками. Опытный образец установки, планируется, будет готов в 2025 году", – рассказал профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета им. Королёва, учёный НЦФМ доктор физико-математических наук Роман Скиданов.

Фотонный процессор настроен на работу с гиперспектрометром, который позволяет учёным создавать трёхмерный массив данных об изображении одновременно в двух диапазонах. Лабораторный образец оригинального двухдиапазонного гиперспектрометра также реализовали специалисты Самарского университета им. Королёва в рамках научной программы НЦФМ.

Учёные создали образец фотонного процессора в интересах реализации к 2030 году фотонной вычислительной машины НЦФМ класса "мегасайенс". По проекту, производительность машины будет рекордной и достигнет 10²¹ операций в секунду. Такая установка класса "мегасайенс" позволит решать прикладные задачи по обработке больших массивов данных и получать фундаментальные результаты в области искусственного интеллекта и машинного обучения.

Для справки:

Национальный центр физики и математики (НЦФМ) является флагманским проектом Десятилетия науки и технологий. В Сарове (Нижегородской обл.), на территории НЦФМ возводится комплекс из научно-исследовательских корпусов, передовых лабораторий и установок класса "мидисайенс" и "мегасайенс" с целью получение новых научных результатов мирового уровня, подготовки учёных высшей квалификации, воспитания новых научно-технологических лидеров, укрепления кадрового потенциала предприятий Госкорпорации "Росатом" и ключевых научных организаций России.

Образовательной частью Национального центра стал филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова – МГУ Саров. Учредители НЦФМ – Госкорпорация "Росатом", МГУ им. М.В. Ломоносова, Российская академия наук, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, РФЯЦ-ВНИИЭФ, НИЦ "Курчатовский институт" и ОИЯИ.

Специальные проекты об актуальной работе Национального центра физики и математики в федеральных и отраслевых СМИ России:

• https://spec.tass.ru/10steps-in-future
• https://sila-nauki.vedomosti.ru/
• https://strana-rosatom.ru/ncphm

НЦФМ ВКонтакте и в Телеграме.

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (Самарский университет) – один из ведущих вузов России. В 2015 году он объединил коллективы аэрокосмического (СГАУ) и классического (СамГУ) университетов, став преемником их достижений и традиций. Научно-образовательная деятельность университета охватывает аэрокосмические технологии, двигателестроение, современные методы обработки информации, а также фундаментальные технические, естественные и гуманитарные отрасли знания.

С момента основания в 1942 году Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева подготовил для российской аэрокосмической промышленности более 65 тысяч сотрудников. Специалисты с дипломами Самарского университета сегодня работают практически во всех ведущих авиационных и ракетно-космических центрах России и мира.

Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность российской промышленности.

Десятилетие науки и технологий в России (2022-2031, стартовавшее по Указу Президента) – это масштабная программа инициатив, проектов и мероприятий по ускоренному развитию экономики и социальной сферы через усиление роли науки и наукоёмких технологий в стране. Основные цели Десятилетия – привлечение молодежи в сферу науки и технологий, вовлечение исследователей и разработчиков в решение важных задач для страны и общества и рост знания людей о достижениях Российской науки. Более подробная информация об инициативах, мероприятиях и проектах Десятилетия науки и технологий – на сайте наука.рф. Оператор проведения Десятилетия науки и технологий – АНО "Национальные приоритеты".