es.wedoany.com Noticia: Investigadores chinos han desarrollado el Sistema de Computación Óptica con Gemelo Digital (Digital Twin Optical Computing System, DT-OCS), con el objetivo de superar el cuello de botella de investigación que supone el acceso restringido al hardware físico en los sistemas de computación óptica tradicionales. Los resultados se han publicado en la revista Opto-Electronic Advances.
En el contexto de la creciente demanda de cargas de trabajo de inteligencia artificial y aprendizaje profundo a gran escala, la computación óptica, que aprovecha las propiedades de interferencia y difracción de la luz, muestra un potencial superior en velocidad, eficiencia energética y capacidad de procesamiento paralelo en comparación con los sistemas electrónicos tradicionales. Sin embargo, el desarrollo de tareas en los sistemas de computación óptica tradicionales depende en gran medida del acceso directo al hardware físico. Los investigadores a menudo tienen que hacer cola para usar los equipos, ajustar repetidamente los parámetros y calibrar los errores, y el estado del sistema debe restablecerse después de que una persona lo utilice, lo que provoca una baja eficiencia en la investigación paralela y unos altos costes de prueba y error.
Para superar este cuello de botella, el equipo de investigación construyó un modelo de gemelo digital que puede reproducir completamente en software la respuesta de entrada-salida del sistema de computación óptica físico bajo diferentes parámetros de configuración. El equipo describe el DT-OCS como un simulador de alta fidelidad que permite a los investigadores desarrollar y verificar sin necesidad de acceder directamente al hardware físico.
El equipo de investigación emparejó el DT-OCS con un sistema de computación óptica de alta velocidad y un chip de computación de características de fotónica de silicio, y lo probó en tareas de clasificación de imágenes y toma de decisiones secuenciales. Los resultados mostraron que los parámetros de configuración entrenados y optimizados dentro del gemelo digital pueden transferirse directamente al sistema físico sin necesidad de ajustes adicionales. El rendimiento de las tareas en el hardware físico coincidió estrechamente con las predicciones del modelo digital, lo que validó la fidelidad y la transferibilidad del método. Dado que el entrenamiento y la optimización se producen principalmente en el dominio digital, múltiples investigadores pueden desarrollar diferentes tareas simultáneamente sin tener que hacer cola para compartir el hardware.
El equipo de investigación ha hecho público el marco DT-OCS y los conjuntos de datos relacionados, con el objetivo de convertirlo en "un recurso de software reproducible, accesible y escalable para un intercambio y una verificación más amplios". Esta iniciativa de apertura transforma la computación óptica de un recurso especializado limitado por la disponibilidad del equipo a una plataforma de investigación más cercana a ser compartible y reproducible. Los investigadores creen que los futuros sistemas de computación óptica deberían emparejar el hardware físico con modelos digitales abiertos que proporcionen un comportamiento computacional equivalente, y, comparándolo con el modelo del transporte moderno que depende tanto de carreteras físicas como de mapas digitales, señalan que las plataformas maduras de computación óptica también necesitarán una estructura dual similar en el futuro.
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