기초과학

세계 최초 전 광학 다층신경망 발표

발행일 : 2019 / 09 / 20

최근, 홍콩과기대학 연구팀은 세계 최초 딥러닝 머신러닝으로 사용할 수 있는 전 광학 신경망을 개발했다. 이는 인공지능이 사물 사이의 관계를 식별하고 위험 평가 등 복잡한 문제를 처리함에 있어서 인간에 더욱 접근함과 아울러 에너지 소모를 대폭 감소하는 전제하에 광속으로 운산할 수 있다. 해당 연구 성과는 “광학”에 게재되었다.

인공지능이 딥 러닝 기술을 파악하려면 비선형 활성화 함수의 다층신경망을 구비해야 한다. 기존의 광전 하이브리드 신경망에서 인간의 뇌 반응 방식을 시뮬레이션하는 비선형 활성화 함수는 주로 전기를 통해 구현되며 이는 광학 네트워크의 명령 주기와 기능을 제한한다.

홍콩과기대학 물리계 두성왕(杜胜望)/류쥔웨이(刘军伟) 연구팀은 최초로 전 광학 다층신경망을 개발하여 대규모 광학 신경망 구축을 위한 첫걸음을 내딛었다.

연구팀은 한계를 극복하기 위하여 냉각 원자 매질 내에서 극히 낮은 레이저 출력으로도 작동 가능한 전자파를 이용하여 투명 효과를 유도함으로써 비선형 활성화 함수를 구현하고 이중층 전 광학 신경망을 구축했다. 효과 테스트를 위해 해당 신경망을 이용하여 축합상태 물리학적 이징모형의 질서 상과 무질서 상을 분류하였는데 그 결과, 고성능 컴퓨터 신경망의 운산 결과와 일치했다.

해당 연구 성과는 아직 개념 검증 테스트에 불과하지만 이는 차세대 광학 인공지능을 표명하며 낮은 에너지 소모로도 쾌속 운산이 가능하다는 것을 보여준다.