南昌大學(xué)在光計算與人工智能交叉領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

近日，南昌大學(xué)物理與材料學(xué)院于天寶教授帶領(lǐng)的微納光學(xué)團(tuán)隊與信息工程學(xué)院劉婷婷副教授合作，將光計算與人工智能交叉結(jié)合，提出基于光電協(xié)同計算架構(gòu)的生成模型——光電生成對抗網(wǎng)絡(luò)（OE-GAN），實現(xiàn)了復(fù)雜生成任務(wù)的高效處理，為突破生成式人工智能的算力與能效瓶頸提供了創(chuàng)新解決方案。該成果以“Optoelectronic generative adversarial networks”為題發(fā)表在Nature旗下期刊Communications Physics上。 R!W!8rr3  
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隨著人工智能生成內(nèi)容（AIGC）技術(shù)的快速發(fā)展，生成模型已廣泛應(yīng)用于圖像、文本及視頻等多個領(lǐng)域，然而，傳統(tǒng)電子計算框架的高能耗問題日益凸顯。光計算憑借其光速并行處理與低功耗的天然優(yōu)勢，為構(gòu)建高效生成模型開辟了新途徑。研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出了OE-GAN混合計算架構(gòu)，其核心是將生成器設(shè)計為衍射光學(xué)網(wǎng)絡(luò)（DON），通過相位調(diào)制實現(xiàn)光速并行計算；判別器則采用電子多層感知機(jī)（MLP），通過對抗訓(xùn)練優(yōu)化生成器性能。訓(xùn)練完成后，僅需光學(xué)生成器執(zhí)行推理，計算過程近乎全光學(xué)化。生成器網(wǎng)絡(luò)由堆疊的衍射計算單元組成，通過相位調(diào)制、光電激活與電子中繼三階段，高效實現(xiàn)光-電信號轉(zhuǎn)換。網(wǎng)絡(luò)通過逐層相位調(diào)制對光場進(jìn)行精確調(diào)控，利用光波的衍射傳播特性，光信號在傳播過程中完成特定計算任務(wù)；經(jīng)多層級聯(lián)的衍射傳輸后，輸出端的光場分布映射為計算結(jié)果，從而實現(xiàn)高速、低功耗的信息處理過程。 jIK*psaV