シナプスを模倣した脳型光CPUがコンピューターに革命をもたらす

人類は、コンピューター計算技術におけるホーリー・グレイル(聖杯、究極の一品)である、情報を記憶して処理する脳の働きを真似たマイクロチップの作成に向けた決定的な第一歩を、遂に踏み出したみたいです。エクセター大学のデイビッド・ライト教授を含む研究チームが、人間の脳のシナプスの働きを模倣した、電気の代わりに光を使うフォトニックコンピュータチップ(光CPU)を開発するという大偉業を成し遂げています。

シナプスを真似た光回路

Move towards ‘holy grail’ of computing by creation of brain-like photonic microchips

The work, conducted by researchers from Oxford, Münster and Exeter Universities, combined phase-change materials – commonly found in household items such as re-writable optical discs – with specially designed integrated photonic circuits to deliver a biological-like synaptic response.

オックスフォード大学、ミュンスター大学、エクセター大学の研究者達による研究が、生物様シナプス反応を実現させるために、特別設計された集積光回路と、書き換え型光ディスクなどの家庭用機器に広く使われている相変化物質とを一体化しています。

ヒトシナプスの1000倍高速の光シナプス

Crucially, their photonic synapses can operate at speeds a thousand times faster than those of the human brain. The team believe that the research could pave the way for a new age of computing, where machines work and think in a similar way to the human brain, while at the same time exploiting the speed and power efficiency of photonic systems.

重要なのは、彼等が今回開発した光シナプスは、人間の脳のシナプスの1000倍高速に動作可能だということです。チームは、今回の研究が、機械が、光コンピュータの速度と電力効率を十分に生かすのと同時に、人間の脳のように動作し思考する、新時代のコンピューティングのための道を切り開いてくれる可能性があると考えています。

脳型光コンピュータ

Professor C David Wright, co-author from the University of Exeter, also explained: “Electronic computers are relatively slow, and the faster we make them the more power they consume. Conventional computers are also pretty ‘dumb’, with none of the in-built learning and parallel processing capabilities of the human brain. We tackle both of these issues here – not only by developing not only new brain-like computer architectures, but also by working in the optical domain to leverage the huge speed and power advantages of the upcoming silicon photonics revolution.”

エクセター大学の共著者デイヴィッド・ライト教授は、”電子計算機は相対的に遅く、それらを高速化するに連れて、莫大な電気を消費するようになります。また、従来型コンピューターは、驚くほど頭が悪く、人間の脳の学習能力と並列処理能力を兼ね備えてはいません。我々は、今回、この2つの問題に対処するために、新しい脳型コンピュータ・アーキテクチャの開発だけではなく、来たるシリコンフォトニクス革命がもたらす、非常に大きな高速化・省電力化のメリットを、余すことなく享受するために、光学ドメインで研究してもいます。”

Professor Wolfram Pernice, a co-author of the paper from the University of Münster added: “Since synapses outnumber neurons in the brain by around 10,000 to 1, any brain-like computer needs to be able to replicate some form of synaptic mimic. That is what we have done here.”

本論文共著者、ミュンスター大学のヴォルフラム・ペルニーチェ教授は、”脳内で、シナプスは神経細胞を、数において、約1万対1で上回っているので、全ての脳型コンピューターは、何らかのシナプス様形態を再現できる必要があります。それが我々が今回達成したことです。”

今回開発された脳型光CPUは、従来型のCPUとは比較にならない程の処理速度と省電力性を同時に達成することができるみたいです。1日も早い実用化が待たれます。