.Lithography-free photonic chip offers speed and accuracy for artificial intelligence
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.Lithography-free photonic chip offers speed and accuracy for artificial intelligence
리소그래피가 필요 없는 광자 칩은 인공 지능을 위한 속도와 정확성을 제공합니다
Devorah Fischler, 펜실베이니아 대학교 빛은 패턴이 없는 반도체 웨이퍼 조각에 계산 네트워크를 생성합니다. Feng Lab 팀의 성과는 리소그래피 에칭 없이 온칩 처리를 가능하게 하여 AI 애플리케이션을 위한 더 저렴하고 쉬운 제조 및 우수한 정확도를 나타냅니다. 크레딧: 펜실베이니아 대학교 MAY 1, 2023
포토닉 칩은 데이터 집약적인 기술에 혁명을 일으켰습니다. 자체적으로 또는 기존 전자 회로와 협력하여 이러한 레이저 구동 장치는 빛의 속도로 정보를 전송하고 처리하므로 데이터를 많이 사용하는 인공 지능의 응용 프로그램을 위한 유망한 솔루션입니다. 비교할 수 없는 속도 외에도 광자 회로는 전자 회로보다 훨씬 적은 에너지를 사용합니다.
-전자는 하드웨어를 통해 상대적으로 느리게 이동하여 다른 입자와 충돌하여 열을 발생시키는 반면, 광자는 에너지를 잃지 않고 흐르며 열을 전혀 발생시키지 않습니다.
전자 제품에 내재된 에너지 손실 의 부담이 없는 통합 포토닉스는 지속 가능한 컴퓨팅에서 주도적인 역할을 할 준비가 되어 있습니다. 포토닉스와 전자공학은 서로 다른 과학 분야에 의존하며 서로 다른 건축 구조를 사용합니다. 그러나 둘 다 회로 요소를 정의하고 순차적으로 연결하기 위해 리소그래피에 의존합니다. 광자 칩은 전자 칩의 계속 줄어들고 점점 더 층이 쌓이는 홈을 채우는 트랜지스터를 사용하지 않지만 복잡한 리소그래피 패터닝은 계산 알고리즘을 수행할 수 있는 광자 네트워크를 형성하기 위해 일관된 회로를 통해 레이저 빔을 안내합니다 .
-그러나 이제 처음으로 펜실베이니아 대학교 공학 및 응용 과학 대학의 연구원들은 리소그래피 없이 프로그래밍 가능한 온칩 정보 처리를 제공하는 광 장치를 만들어 AI 응용 프로그램을 위한 뛰어난 정확도와 유연성으로 향상된 광자 속도를 제공합니다. 비교할 수 없는 빛 제어를 달성하는 이 장치는 공간적으로 분산된 광학 이득 및 손실로 구성됩니다. 레이저는 정의된 리소그래피 경로 없이 반도체 웨이퍼에 직접 빛을 투사합니다.
재료 과학 및 공학(MSE) 및 전기 시스템 및 공학(ESE) 교수인 Liang Feng과 Ph.D. 학생 Tianwei Wu(MSE)와 박사 후 연구원 Zihe Gao 및 Marco Menarini(ESE)는 Nature Photonics 에 발표된 최근 연구에서 마이크로칩을 소개했습니다 . 실리콘 기반 전자 시스템은 컴퓨팅 환경을 변화시켰습니다. 그러나 분명한 한계가 있습니다. 신호 처리 속도가 느리고 데이터를 병렬이 아닌 직렬로 처리하며 어느 정도까지만 소형화할 수 있습니다.
포토닉스는 이러한 모든 단점을 극복할 수 있기 때문에 가장 유망한 대안 중 하나입니다. "그러나 기계 학습 애플리케이션을 위한 포토닉 칩은 리소그래피 패터닝이 고정되고 재프로그래밍 가능성이 제한되며 오류나 손상이 발생하고 비용이 많이 드는 복잡한 제조 프로세스의 장애물에 직면해 있습니다."라고 Feng은 말합니다. "리소그래피의 필요성을 제거함으로써 우리는 새로운 패러다임을 만들고 있습니다.
우리 칩은 이러한 장애물을 극복하고 사전 정의된 기능에서 모든 종류의 제약을 제거하여 향상된 정확도와 궁극적인 재구성 가능성을 제공합니다." 리소그래피가 없으면 이러한 칩은 적응 가능한 데이터 처리 강국이 됩니다. 패턴이 미리 정의되고 에칭되지 않기 때문에 장치는 본질적으로 결함이 없습니다. 아마도 더 인상적인 것은 리소그래피가 없기 때문에 마이크로칩을 인상적으로 재프로그래밍할 수 있고 최적의 성능을 위해 레이저 캐스트 패턴을 조정할 수 있으며 작업이 단순하거나(입력이 적고 데이터 세트가 작음) 복잡할 수 있습니다(입력이 많고 데이터 세트가 많음).
온칩 신호 처리 및 네트워크 교육을 위한 리소그래피가 필요 없는 통합 광자 프로세서. 출처: Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01205-0
즉, 장치의 복잡함 또는 미니멀리즘은 에칭된 마이크로칩이 할 수 없는 방식으로 적응할 수 있는 일종의 살아있는 것입니다. "우리가 여기 있는 것은 믿을 수 없을 정도로 단순한 것입니다."라고 Wu는 말합니다. "우리는 그것을 매우 빠르게 구축하고 사용할 수 있습니다. 우리는 그것을 고전적인 전자 장치와 쉽게 통합할 수 있습니다. 그리고 우리는 그것을 재프로그래밍하여 레이저 패턴을 즉시 변경하여 AI 네트워크의 온칩 교육을 위한 실시간 재구성 가능한 컴퓨팅을 달성할 수 있습니다." 겸손한 반도체 슬래브인 이 장치는 이보다 더 간단할 수 없습니다.
-광자 정보 프로세서의 컴퓨팅 기능을 재구성하기 위해 동적으로 프로그래밍 가능한 패턴으로 레이저를 투사하는 연구팀의 혁신의 핵심은 이 슬래브의 재료 특성을 조작하는 것입니다. 이러한 궁극적인 재구성 가능성은 실시간 기계 학습 및 AI에 매우 중요합니다. Menarini는 "흥미로운 부분은 우리가 빛을 제어하는 방법입니다. 기존의 광자 칩은 수동 재료를 기반으로 하는 기술입니다. 즉, 재료가 빛을 산란시켜 앞뒤로 반사시킵니다. 우리 재료는 능동적입니다. 펌핑 빛의 빔 신호 빔이 도착하면 에너지를 방출하고 신호의 진폭을 증가시킬 수 있도록 재료를 수정합니다."
"이 활성 특성은 이 과학의 핵심이며 리소그래피 없는 기술을 달성하는 데 필요한 솔루션입니다."라고 Gao는 덧붙입니다. "우리는 그것을 사용하여 광 신호를 재라우팅하고 온칩에서 광 정보 처리를 프로그래밍할 수 있습니다." Feng은 이 기술을 예술적 도구, 빈 페이지에 그림을 그리기 위한 펜에 비유합니다. "우리가 달성한 것은 정확히 동일합니다. 빛을 펌핑하는 것은 패턴이 없는 반도체 웨이퍼(빈 페이지) 조각에 광 계산 네트워크(그림)를 그리는 펜입니다." 그러나 지울 수 없는 잉크 선과는 달리 이 빛줄기는 그려지고 다시 그려질 수 있으며 그 패턴은 미래로 가는 무수한 경로를 추적합니다.
추가 정보: Tianwei Wu 외, Lithography-free 재구성 가능 통합 광 프로세서, Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01205-0 저널 정보: Nature Photonics 펜실베니아 대학교 제공
https://phys.org/news/2023-05-lithography-free-photonic-chip-accuracy-artificial.html
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메모 2305_051918,060409 나의 사고실험 oms 스토리텔링
광자는 전자기장의 전자와 상호작용한다. 중력의 중력자(?)나 약력장의 약력자(?)나 강력장의 강력자(?)와도 상호작용할 것이다. 힘과 상호작용하는 광자는 질량이 없는 존재(1).oms.unit이다.
광자의 핵심적인 전자기력의 전자와의 상호작용은 리소그래피 없는 펌핑기술을 달성하는 데 필요한 솔루션을 제시하는데 있었다. 그러나 광자는 전자기력만 상대하는 펌핑이 아닐 것이다. 블랙홀의 시공간을 중력자와 상호작용 펌핑에서는 수억 광년의 우우주 내부 정보를 가질 것이다. 허허.
더 나아가 시공간을 차지하는 암흑물질의 음의 광자dark_photon.vixx 특성도 oms.vix.a(n!)에서 광범위하게 나타난다. 허허.
Manipulating the material properties of this slab is key to the research team's innovation - which projects lasers in dynamically programmable patterns to reconstruct the computing capabilities of photonic information processors. This ultimate reconfigurability is critical for real-time machine learning and AI. "The interesting part is how we control the light," Menarini said. Conventional photonic chips are technologies based on passive materials. That is, the material scatters the light and bounces it back and forth. Our material is active, pumping When a beam of light or a signal beam arrives, it modifies the material so that it can release energy and increase the signal's amplitude."
“This active property is key to this science and is the solution needed to achieve lithography-free technology,” Gao adds. "We can use it to reroute optical signals and program optical information processing on-chip." Feng compares this technique to an artistic tool, a pen for drawing on a blank page. "What we achieved is exactly the same. Pumping the light is a pen that draws optical computational networks (pictures) on a piece of unpatterned semiconductor wafer (blank page)." Unlike lines of indelible ink, however, these streaks of light can be drawn and redrawn, and their patterns trace countless paths into the future.
Note 1.
dark photon: A photon that has mass. It seems contradictory that the photon, the representative particle of Luxon with zero rest mass, has mass, but it is more precisely a gauge boson with mass that appears in the expansion theory that newly adds U(1) symmetry to the symmetry group of the standard model. . Theoretically, since mutual conversion is possible with a photon through U(1) conversion, a photon can become a dark photon or a dark photon can become a photon. With this in mind, there are attempts to detect dark photons. Since it is also a gauge boson, it is presumed to be a mediator of another unknown force (aka dark charge). In theory, where dark photons are assumed to exist, an unknown quark exists, and this quark is said to be a medium that causes dark charge, and this quark and dark photon interact, and this interaction is directly related to the axion existing above. .
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memo 2305_051918,060409 my thought experiment oms storytelling
Photons interact with electrons in the electromagnetic field. It will also interact with the gravitational force of gravity (?), the weak force of the weak field (?), or the strong force of the strong field (?). The photon interacting with the force is a massless entity (1).oms.unit.
The interaction of the photon's key electromagnetic force with the electron provided the solution needed to achieve lithography-free pumping technology. However, photons will not be pumped only against electromagnetic forces. Pumping the black hole's space-time interacting with the gravitational force would have information inside the universe of hundreds of millions of light-years. haha.
Furthermore, the negative photon dark_photon.vixx properties of dark matter occupying space-time also appear extensively in oms.vix.a(n!). haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.A New Hope: Diabetes Drug May Ward Off Dementia
새로운 희망: 당뇨병 치료제가 치매를 예방할 수 있습니다
주제:미국 신경과학회백치당뇨병신경 과학 미국 신경과학회 2023 년 5월 5일 뇌 질환 알츠하이머 치료MAY 5, 2023
최근 연구에서는 당뇨병 치료제 피오글리타존과 새로 진단된 제2형 당뇨병 환자의 치매 위험 감소 사이의 잠재적 연관성을 시사합니다. 연세대학교 김어수 박사가 이끄는 이 연구는 평균 10년 동안 91,218명의 참가자 데이터를 분석한 결과 피오글리타존을 복용한 사람들이 치매에 걸릴 확률이 16% 낮았다. 이 비율은 4년 동안 약물을 복용한 사람들에게서 37%로 증가했습니다. 그 효과는 허혈성 심장 질환이나 뇌졸중 병력이 있는 사람들에게서 더 두드러졌습니다. Neurology 저널 에 실린 연구 에 따르면 당뇨병 약물인 pioglitazone이 새로 진단된 제2형 당뇨병 환자의 치매 위험을 감소시킬 수 있으며 허혈성 심장 질환이나 뇌졸중 병력이 있는 사람들에게 이점이 증폭될 수 있다고 합니다. 그러나 약물의 잠재적인 부작용으로 인해 장기적인 안전성과 유효성에 대한 추가 연구가 필요합니다.
-당뇨병이 있는 사람은 질병이 없는 사람보다 치매에 걸릴 확률이 2배 더 높습니다. 새로운 연구에서 당뇨병 약 pioglitazone을 복용한 새로 진단된 제2형 당뇨병 환자는 약물을 복용하지 않은 사람들보다 나중에 치매에 걸릴 가능성이 적었습니다. 이 연구는 미국 신경과학회(American Academy of Neurology) 의학저널인 신경학(Neurology) 온라인판 2023년 2월 15일자에 게재됐다 .
그 결과는 심장의 좁아진 동맥으로 인해 발생하는 상태인 뇌졸중 또는 허혈성 심장 질환의 병력이 있는 사람들 사이에서 가장 강력했습니다. 이 연구는 약물이 당뇨병 환자의 치매 위험을 감소시킨다는 것을 증명하지 않습니다. 연관만 표시합니다. “ 치매 는 진단되기 몇 년 전부터 발전하기 때문에 진행되기 전에 개입할 기회가 있을 수 있습니다 . "이러한 결과는 당뇨병 환자가 허혈성 심장 질환이나 뇌졸중 병력이 있는 경우 치매를 예방하기 위해 개인화된 접근 방식을 사용할 수 있음을 시사할 수 있습니다." 연구를 위해 연구자들은 치매가 없는 제2형 당뇨병으로 새로 진단받은 사람들을 위한 국가 건강 데이터베이스를 살펴보았다. 그들은 평균 10년 동안 추적되었습니다.
91,218명의 참가자 중 3,467명이 피오글리타존을 투여받았습니다. 연구 기간 동안 피오글리타존을 복용한 사람들의 8.3%가 치매에 걸렸고, 약물을 복용하지 않은 사람들은 10.0%가 치매에 걸렸습니다. 연구자들은 고혈압, 흡연 및 신체 활동과 같은 치매 위험에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인을 고려한 후 피오글리타존을 복용한 사람들이 복용하지 않은 사람들보다 질병에 걸릴 확률이 16% 낮다는 것을 발견했습니다. 허혈성 심장질환이나 뇌졸중 병력이 있는 사람들 사이에서 그 혜택이 더 강해 위험이 54%와 43% 감소했습니다. 사람들이 더 오랜 기간 동안 약물을 사용함에 따라 감소된 위험도 증가했습니다.
4년 동안 약을 복용한 사람들은 약을 복용하지 않은 사람들보다 치매에 걸릴 확률이 37% 낮았고, 1~2년 동안 복용한 사람들은 22% 낮았습니다. 약물을 복용하는 사람들은 또한 연구 기간 동안 뇌졸중이 발생할 가능성이 적었습니다. 김 대표는 “피오글리타존의 부작용으로는 부기, 체중 증가, 골밀도 감소, 울혈성 심부전 등이 있으며 약물의 장기적 안전성과 약효를 유지하면서 부작용을 최소화할 수 있는 최적 용량이 있는지에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다”고 말했다.
이익. 김 교수는 "이 결과는 치매 예방을 위해 피오글리타존 사용으로 누가 잠재적으로 혜택을 볼 수 있는지에 대한 귀중한 정보를 제공한다"고 말했다. “치매가 있거나 당뇨병이 없는 인지 저하 위험이 있는 사람들에 대한 일부 이전 연구에서 pioglitazone은 치매에 대한 보호를 보여주지 않았으므로 효율성에 영향을 미치는 중요한 요인은 당뇨병의 존재일 가능성이 높습니다. 이러한 결과를 확인하려면 더 많은 연구가 필요합니다.” 연구의 한계는 약에 대한 정보가 보험 청구에 근거했기 때문에 일부 사람들이 처방대로 약을 복용하지 않았을 가능성이 있다는 것입니다.
참조: "Pioglitazone Use and Reduced Risk of Dementia in Patients With Diabetes Mellitus With a History of Ischemic Stroke" 저자 하정희, 최동우, 김근유, 남충모, 김어수, 2023년 2월 15일, Neurology . DOI: 10.1212/WNL.0000000000207069 이번 연구는 보건복지부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
https://scitechdaily.com/a-new-hope-diabetes-drug-may-ward-off-dementia/
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