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量子運算大躍進 英特爾展示Loihi處理器原型

文‧侯冠州 發布日期:2018/01/15 關鍵字:AITangle Lake類神經網路

為滿足人工智慧(AI)、雲端運算等新興應用需求,處理器效能勢必要不斷提升。為此,英特爾(Intel)發展量子運算及類神經型態運算,並於CES 2018展示其成果,宣布推出代號「Tangle Lake」的49 qubit超導體量子測試晶片,以及開發代號為「Loihi」的類神經型態研究晶片。

英特爾執行長Brian Krzanich於主題演說中表示,量子運算將能解決現今許多嚴峻難題,像是藥物開發、金融財務模型,以及氣象預測等傳統電腦迄今無法解決的問題;而類神經型態研究晶片Loihi,則可擴大英特爾開發中的AI解決方案陣容。這兩大技術有十足潛力能協助業界、研究機構及社會克服現今傳統電腦面臨的難題。

數位化世代到來,結構與非結構的資料大幅增加;如何蒐集、分析與應用龐大資料十分重要,而這樣的趨勢也帶動產業對運算效能的需求。為此,英特爾也積極研發全新的特殊架構。

Tangle Lake的問世,意味英特爾在開發一套完整的量子運算系統上獲得許多進展。不論是從架構到演算法,再到控制電子,49 qubit測試晶片可說是一項新的里程碑,它使研究人員能試驗與改進各種錯誤校正技巧,以及模擬各種運算問題。

英特爾副總裁暨實驗室執行總監Mike Mayberry指出,追求商業上可行的量子運算系統,是重要課題;預估業界要花5到7年才能解決技術層面的問題,必須達到100萬甚至更多的量子位元數才足以商品化。

由於需要擴充更多數量的量子位元才得以商品化,因此英特爾除了投資開發超導體量子位元,還研究另一種名為自旋量子位元(Spin qubits) in silicon的技術。自旋量子位元遠比超導體量子位元來得小,因此擁有可擴充的優勢。

英特爾指出,自旋量子位元就像單電子電晶體,許多方面則類似傳統電晶體,而且未來有可能用相似的製程做出成品。事實上,該公司已運用12吋晶圓製程發明出一套Spin qubit晶片的製程。

至於類神經型態運算是一種新的運算模式,可仿效人腦運作的架構,能讓未來AI發揮更高效能且更省電。由英特爾所開發的「Loihi」,內含模仿人腦基本運作方式的數位電路,能將訓練與推論整合在一顆晶片,目的是讓機器學習功能更加省電。

英特爾期盼類神經型態晶片最終能在各個持續發展的即時環境裡,用來處理真實世界的大量資料。舉例來說,這些晶片能用來打造更智慧的安全攝影機,以及智慧城市的基礎建設,或是用來和自駕車進行即時通訊。

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