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深度神经网络是当今最先进的机器学习应用程序背后的推动力,它变得如此大而复杂,以至于它推动了传统电子计算硬件的限制。
Photon硬件使用光而不是电力来执行机器学习计算,从而提供了更快,更节能的解决方案。但是,光子设备很难实施某些神经网络操作,这些神经网络操作必须依靠外部电子设备,这会减慢处理速度并降低效率。
经过十年的研究,麻省理工学院和合作伙伴机构的科学家开发了一个突破性的光子芯片,以克服这些挑战。他们展示了一个完全集成的光子处理器,能够充分利用光来执行所有基本的深神经网络计算,而无需外部处理。光学设备能够完成不到一半纳秒的机器学习分类任务的关键计算,同时获得超过92的精度- 性能与传统硬件相当。
该芯片由互连模块组成,并使用商业铸造工艺制造,可以实现技术的扩展并与电子产品集成。
从长远来看,光子处理器可以将更快,更节能的深度学习带入计算苛刻的应用,例如LIDAR,天文学和粒子物理学科学研究或高速通信。
\“在许多情况下,模型的表现并不是唯一重要的事情,重要的是您能得到答案的速度。我们可以在更高级别开始考虑应用程序和算法。”
与Bandyopadhyay合作也是:Alexander Sludds(18、19、23、2019、2019);尼古拉斯·哈里斯(Nicholas Harris)(17,2017);达里乌斯·邦达达(Darius Bunandar)(19,2019); Stefan Krastanov(前RLE研究科学家,马萨诸塞大学阿默斯特大学现任助理教授); NTT研究公司Ryan Hamerly的访问科学家和高级科学家; Matthew Streshinsky,诺基亚硅光子学的前负责人,现为Enosemi的联合创始人兼首席执行官; Periplous,LLC总裁Michael Hochberg;电子工程和计算机科学系教授,量子光子学和人工智能小组的首席研究员和该论文的高级作者RLE。研究结果于12月2日在自然光子学上发表。
用光进行机器学习深神经网络由多个互连节点或神经元的层组成,这些节点或对输入数据执行操作以产生输出的神经元组成。深神经网络的一个关键操作是使用线性代数执行矩阵乘法,将数据从一层传递到另一层时转换数据。
但是,除了这些线性操作外,深度神经网络还可以执行非线性操作,帮助模型学习更多复杂的模式。非线性操作(例如激活功能)为深度神经网络提供了解决复杂问题的能力。
2017年,Englund的研究团队以及Cecil和Ada Greene的物理学教授Marin Solakic的研究人员在单个光子芯片上展示了一个光学神经网络,可以用光执行矩阵乘法。但是当时,该设备无法在芯片上执行非线性操作。光学数据必须转换为电信号,并发送到数字处理器以执行非线性操作。
“光学中的非线性非常具有挑战性,因为光子不容易相互作用。” Bandyopadhyay解释说:“这使得触发光学非线性非常耗费功率,因此建立一个可以以可扩展方式实现非线性的系统非常具有挑战性。”
他们通过设计一种称为非线性光学功能单元(NOFUS)的设备来克服这一挑战,该设备结合了电子设备和光学功能,以在芯片上实现非线性操作。研究人员使用三层设备在光子芯片上建立了光学深神经网络,以执行线性和非线性操作。
完全集成的网络首先,他们的系统将深神经网络的参数编码为光。然后在2017年论文中介绍的可编程光谱仪阵列,然后对这些输入执行矩阵乘法。然后,数据输入可编程的NOFU,该NOFU通过将少量的光线滴到光电二极管中,从而实现非线性函数,从而将光学信号转换为电流。此过程不需要外部放大器,并且消耗了极低的能量。
\“我们在光学域中,直到答案最终被读出来为止。这使我们能够达到超低潜伏期。” Bandyopadhyay说。
实施如此低的延迟使他们能够在芯片上有效地训练深层神经网络,这是一个被称为现场训练的过程,通常会消耗数字硬件的大量能量。这特别适用于执行光学信号内处理(例如导航或电信)的系统,以及想要实时学习的系统。
光子系统在训练测试中的精度超过96,推理的精度超过92,这与传统硬件相当。此外,芯片可以在不到一半的纳秒中完成关键计算。
这项工作表明,计算(本质上,输入到输出的映射)可以汇编为线性和非线性物理的新体系结构,从而在计算与所需工作量之间实现了根本不同的比例规则。整个电路都是使用与CMOS计算机芯片的生产相同的基础设施和铸造工艺制造的。这允许使用成熟的技术大规模制造芯片,这些技术在制造过程中引入了很少的错误。
扩展设备并将其与实际的电子设备(例如相机或电信系统)集成在一起将是未来工作的重点。此外,研究人员希望探索可以使用光学优势更快,更节能地训练系统的算法。
从/scitechdaily编译
麻省理工学院——世界理工大学之最
如果有人问,世界上最聪明的科学和工程男人喜欢去哪所大学?我可能不会考虑答案-
MIT缩写为MIT,成立于1861年。中国“马萨诸塞州”通常是指美国马萨诸塞州。这是一个起源于清朝的,直到今天已经习惯了。尽管麻省理工学院不是常春藤联盟的成员,但由于其在学术领域的领先地位,麻省理工学院也经常与哈佛大学,斯坦福大学和加州大学伯克利分校一起被纳入IVY联盟副手副成员,称为“不朽的美国社会学术骨干”。
麻省理工学院在2022年QS世界大学排名中排名第一,在2021年美国排名第二。麻省理工学院为计算机人工智能,医疗,气候雷达和惯性导航系统的发展做出了重要贡献。早在第二次世界大战时,麻省理工学院就创建了世界上第一款可以通过“龙卷风项目”实时运行的世界数字计算机。此外,麻省理工学院还帮助美国政府开发了许多高端武器和设备,例如B-2幽灵隐形战略轰炸机和预警雷达。
地理位置
麻省理工学院位于美国马萨诸塞州剑桥市,靠近哈佛大学。剑桥室的大小不大,就在波士顿的查尔斯河对面。它的风景宜人,炎热潮湿的夏季,平均温度约为27摄氏度,冬季的平均温度约为5摄氏度,季节不同。该学校距离最近的波士顿机场约15分钟车程,周围的运输设施也相对发展。
麻省理工学院校园就像未来的工厂。它的建筑物相当工业和现代主义。许多教学建筑和雕塑具有非常独特的风格,严格,浪漫和时尚。它的标志性设施包括McLaurent Dome,Stata Center和由著名建筑师I.M. Pei设计的音乐厅。
麻省理工学院拥有五个主要图书馆,总长度约为290万张。此外,它还拥有世界一流的计算机科学和人工智能实验室,媒体实验室和其他顶级科学研究设施。
特殊主题
包括工程学院和斯隆管理学院在内的六个主要学院具有很强的学术实力,并且在专业中几乎没有任何缺陷。其中,工程学院是一流的工程和技术文明世界,因此与斯坦福大学和加利福尼亚大学伯克利分校一起被称为“工程和技术行业的学术领导者”。除工程专业外,麻省理工学院的斯隆管理学院也是众所周知的。从2016年到2021年,在UTD全球商学院排名前100名中,它在世界排名前十年。
有利的学科
工程
计算机科学
物理
化学
材料科学
建筑学
经济学
数学
留学生:麻省理工这4大专业实力强,了解一下
麻省理工学院(MIT)是世界上最负盛名和受人尊敬的大学之一,以其在科学,工程和技术方面的出色表现而闻名。麻省理工学院在研究和教育方面拥有创新和领导力的悠久历史,专注于实际应用和现实世界解决方案。在本文中,我们将探讨美国大学及其最强专业的麻省理工学院特征。
麻省理工学院的功能
麻省理工学院以其创新和创业文化而闻名,重点是解决实践问题和跨学科合作。该大学的教职员工非常积极主动,对自己的工作充满热情,并致力于对世界产生积极影响。麻省理工学院还以其最先进的设施和资源而闻名,这些设施和资源支持广泛领域的尖端研究和教育。这包括高级实验室,研究中心和计算设施,以及大量图书馆和其他资源。
麻省理工学院的主要优势之一是它与行业和其他研究机构的牢固伙伴关系。这些伙伴关系为教师和学生提供了开展实用项目并与各个领域的专家合作的机会。
麻省理工学院的四个主要优势如下:
1。计算机科学
麻省理工学院计算机科学计划是世界上最受尊敬的项目之一,重点是尖端的研究和实际应用。该项目本质上是跨学科的,重点是数学和工程,涵盖了人工智能,计算机系统和计算生物学等主题。
2。电气工程和计算机科学
麻省理工学院的电气工程和计算机科学项目是世界上最大,最全面的项目之一,涵盖了电路和电子,通信系统和计算机架构等广泛主题。该项目以专注于实际应用和实用解决方案而闻名,许多毕业生继续在电信,计算机硬件和软件以及航空航天等行业中工作。
3。机械行业
麻省理工学院机械工程专业是世界上最受尊敬的专业之一,重点是机器人技术,能源系统和生物医学设备等领域的先进研究和实际应用。该计划本质上是跨学科的,重点是数学和物理学,并通过研究项目和实习为学生提供动手体验。
4。物理
麻省理工学院的物理课程是世界上最受尊敬的计划之一,专注于尖端研究和高级理论概念。该计划涵盖了广泛的主题,包括粒子物理学,天体物理学和凝结物理物理学,并为学生提供了数学和实验技术的坚实基础。
文章到此结束,如果本次分享的麻省理工计算机多厉害和的问题解决了您的问题,那么我们由衷的感到高兴!
用户评论
MIT 的计算机专业一直都是顶尖的!从算法到人工智能,他们的研究成果一直走在前沿。真羡慕有能力去那儿学习的人!
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麻省理工的计算机工程的确很厉害,我一直觉得他们培养出来的学生都很优秀,毕业后在科技圈里发展得很好。不知道我能不能申请进去呢?
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其实很多顶尖大学的计算机专业都非常厉害,MIT 也只是其中之一嘛。不能说它是最好的,每个学校都有自己的特点和优势吧。
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作为一名在读计算机专业的学生,我一直关注着MIT的科研成果。他们的研究确实很有深度,让我对未来技术发展充满了期待!
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我有一个朋友曾经去过MIT,他说那里的学习氛围非常强,所有课程都很考察学生的独立thinking能力。难怪他们培养出来的学生都如此优秀的啊!
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虽然麻省理工很牛,但是我想说,每个人的选择都不一样。或许有一些人更适合在其他学校或者学习其他的专业吧。
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听说MIT的实验室设备非常先进,很多研究项目都能提前接触到前沿技术,这真是个梦想中的学习环境啊!
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我有点不同意这种说法。“厉害”只能是相对的,因为每个人的需求和追求都不一样。
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MIT计算机专业的老师实力很强,几乎都是国际知名专家,他们的课题研究也非常具有前瞻性,对学生的学习很有启发意义!
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我听朋友说MIT的学生非常自律,他们会利用碎片时间来学习和阅读学术论文,这种积极向上的学习态度值得我们每个人去学习。
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感觉麻省理工的计算机专业更注重理论基础的打牢,学习内容比较深奥,对于学生的要求很高啊!
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我也想申请MIT的计算机专业,可是觉得竞争太大了,不知道我有没有机会呢?很焦虑哎~
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与其盲目追求MIT这样的顶级高校,不如找到适合自己的发展方向去努力。
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其实很多优秀的计算机工程师并没有毕业于MIT,只要你热爱学习和具备优秀的能力,就能在科技领域取得成功!
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我感觉MIT的计算机专业研究方向比较偏学术,如果想从事实际应用,也许其他学校更适合?
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麻省理工的计算机多厉害,这篇文章写的不错!我很喜欢这种对顶尖高校的研究和介绍。
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看完了这篇博文之后,我更加了解了麻省理工在计算机领域的实力和影响力。真希望能有机会去那儿学习一下。
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虽然MIT很牛,但是现在各个大学都很重视信息类专业,很多学校都培养出了优秀的计算机人才,竞争非常激烈啊!
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