Một nhóm nhà khoa học tại Trung Quốc vừa công bố một thành tựu đáng kinh ngạc: chế tạo thành công chip AI có kích thước chỉ bằng một hạt muối. Dù nhỏ bé, con chip này sở hữu tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học và công nghệ, đặc biệt là trong chụp ảnh nội soi và máy tính lượng tử.

Công nghệ đột phá đằng sau chip AI tí hon

Cáp quang là phương tiện truyền tải dữ liệu cực nhanh, nhưng có một nhược điểm lớn: khi dữ liệu mã hóa được gửi đi với tốc độ ánh sáng, quá trình giải mã lại diễn ra chậm và tiêu tốn nhiều năng lượng. Đây chính là bài toán hóc búa mà nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Thượng Hải (USST) quyết tâm giải quyết.

Dựa trên các nghiên cứu về mạng neuron thụ động, họ đã phát triển một con chip siêu nhỏ có thể xử lý dữ liệu bằng vật lý quang học. Theo tạp chí Nature Photonics, nhóm nghiên cứu ứng dụng một công nghệ tiên tiến gọi là "mạng neuron sâu nhiễu xạ quang học", lần đầu tiên được phát triển tại Đại học California, Los Angeles vào năm 2018. Công nghệ này hoạt động bằng cách xếp chồng các lớp vật liệu đặc biệt, tạo thành một mạng neuron quang học có thể phân tích dữ liệu với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu.

Cách hoạt động của chip AI siêu nhỏ

Một trong những thách thức lớn nhất của nhóm nghiên cứu là làm sao để xử lý dữ liệu ngay trên sợi cáp quang, vốn có đường kính chỉ ngang một sợi tóc. Để giải quyết vấn đề này, họ chế tạo các chip vi mô bằng phương pháp quang khắc hai photon ba chiều, tạo ra những lớp polymer siêu mỏng. Sau đó, các chip này được gắn vào đầu sợi cáp quang, giúp chúng có thể xử lý dữ liệu ngay khi tín hiệu truyền qua.

Để kiểm chứng hiệu quả của công nghệ này, nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm bằng cách mã hóa hình ảnh số thành photon ánh sáng, sau đó truyền qua sợi cáp quang. Chip AI đã thành công trong việc đọc và tái tạo lại hình ảnh với độ chính xác gần như hoàn hảo. Đáng chú ý, toàn bộ quá trình này diễn ra chỉ trong một phần nghìn tỷ giây, tiêu thụ năng lượng cực thấp – chỉ bằng một phần nhỏ so với các hệ thống AI hiện tại.

Tiềm năng và thách thức

Dù mang lại nhiều triển vọng, công nghệ này vẫn chưa hoàn toàn hoàn thiện. Do kích thước quá nhỏ, chỉ một sai sót nhỏ trong thiết kế chip cũng có thể làm giảm hiệu suất của cả hệ thống. Ngoài ra, mỗi chip cần được tùy chỉnh riêng biệt cho từng nhiệm vụ cụ thể, khiến việc sản xuất hàng loạt trở nên khó khăn hơn.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin rằng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, chip AI tí hon này có thể tạo ra những bước đột phá quan trọng trong y học, công nghệ lượng tử và nhiều lĩnh vực khác. Một ngày nào đó, những con chip nhỏ bé này có thể giúp chúng ta khám phá những bí ẩn sâu bên trong cơ thể con người, tối ưu hóa tốc độ tính toán và thậm chí thay đổi cách chúng ta tiếp cận trí tuệ nhân tạo.