Η Επιστημονική ομάδα της Σχολής Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ανέπτυξε τον ταχύτερο επεξεργαστή τεχνητής νοημοσύνης στον κόσμο, ο οποίος αποτελείται από φωτονικούς νευρώνες που λειτουργούν με φως αντί για ηλεκτρισμό.
Ο επεξεργαστής βασίζεται σε μια μοναδική αρχιτεκτονική φωτονικών νευρώνων και είναι ικανός να εκτελεί αλγεβρικές πράξεις σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Επιπλέον, μια μοναδική τεχνική εκπαίδευσης νευρωνικών δικτύων επιτρέπει τη βέλτιστη προσαρμογή του αλγορίθμου στις ιδιότητες του φωτός.
Αυτός ο συνδυασμός οδήγησε στην επιτυχή πειραματική επίδειξη ενός φωτονικού επεξεργαστή που λειτουργεί σε ταχύτητες έως και 50 GHz (πάνω από 25 φορές ταχύτερα από τους σύγχρονους επεξεργαστές GPU) και με 10 φορές χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.
Η έρευνα της Σχολής Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ανέδειξε τα σημαντικά πλεονεκτήματα ταχύτητας και ενεργειακής απόδοσης που προκύπτουν από τη χρήση του φωτός για την υλοποίηση πράξεων πολλαπλασιασμού και πρόσθεσης, επιτρέποντας στους επεξεργαστές να λειτουργούν πολλές φορές ταχύτερα από τις τρέχουσες GPUs της NVIDIA και τις TPUs της Google.
Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δημοσιευθεί στα περιοδικά Nature Communications, Journal of Lightwave Technology, IEEE Journal of Selected Topics on Quantum Electronics, SPIE Advanced Photonics και άλλα.
Έχουν δημοσιευτεί και σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά και στον διεθνή Τύπο, όπως τα ScienceX, PIC Magazine, Compound Semiconductor και Nanowerk.
Τον Μάρτιο του 2023, ορισμένα από τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν σε τρεις επιστημονικές εργασίες στο μεγαλύτερο συνέδριο οπτικών ινών στον κόσμο (OFC) στο Σαν Ντιέγκο των ΗΠΑ.
Οι κύριοι ερευνητές των εργασιών ήταν τρεις διδακτορικοί φοιτητές, ο Απόστολος Τσακυρίδης, ο Γεώργιος Γιαμουγιάννης και ο Χρήστος Παππάς από το Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, με επιβλέποντα τον καθηγητή Νικόλαο Πλέρο του ίδιου τμήματος.
Οι τρεις αυτοί διδακτορικοί φοιτητές επιλέχθηκαν από την Επιτροπή του Διεθνούς Συνεδρίου μεταξύ των επτά φιναλίστ για το υψηλού κύρους διεθνές φοιτητικό βραβείο OFC Corning, ανάμεσα σε 350 φοιτητές από όλο τον κόσμο. Έτσι, τρεις από τους επτά φιναλίστ του παγκόσμιου διαγωνισμού ήταν φοιτητές του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ.
Τα πλεονεκτήματα της φωτονικής τεχνολογίας στον τομέα της επεξεργασίας πληροφοριών με τη χρήση νευρωνικών δικτύων είναι ότι τα δεδομένα σε μορφή φωτός και η τεχνολογία φωτονικής ολοκλήρωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση βαθιών νευρωνικών δικτύων, τα οποία επιχειρούν να “μιμηθούν” τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου και των ανθρώπινων νευρώνων στον τομέα της πληροφορικής, και να επιτύχουν ταχύτερη και πιο αποτελεσματική επεξεργασία πληροφοριών.
Το επιστημονικό αυτό πεδίο αποτελεί σήμερα ένα ταχέως αναπτυσσόμενο τεχνολογικό πεδίο, το οποίο άρχισε να ερευνάται εντατικά πριν από περίπου πέντε χρόνια, και το Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, μαζί με δύο κορυφαία αμερικανικά πανεπιστήμια, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον.
Πρωτοπόροι του ΚΕΔΕΚ ΑΠΘ στον τομέα αυτό είναι η Ερευνητική Ομάδα Ασύρματων και Οπτικών Συστημάτων και Δικτύων του ΚΕΔΕΚ ΑΠΘ (WinPhoS, http://winphos.web.auth.gr/) και η Ερευνητική Ομάδα Υπολογιστικής Νοημοσύνης και Βαθιάς Μάθησης του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ. Βασίζεται σε διεπιστημονική συνεργασία της ομάδας (CIDL Research group, https://cidl.csd.auth.gr/),), με τους επιστήμονες Αν. Νίκο Πρέλο και Αναστάσιο Θέφα του Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών του ΑΠΘ, αντίστοιχα.
Το έργο τους στον τομέα των φωτονικών νευρωνικών δικτύων για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης έχει προσελκύσει σημαντική χρηματοδότηση από διάφορα ευρωπαϊκά και εθνικά ερευνητικά προγράμματα του Ορίζοντα, καθώς και από την αμερικανική νεοφυή εταιρεία Celestial AI, που εδρεύει στη Silicon Valley της Καλιφόρνιας.
Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας του Τμήματος Πληροφορικής ΑΠΘ που ανέπτυξαν το γρηγορότερο επεξεργαστή Τεχνητής Νοημοσύνης. Διακρίνονται από αριστερά: όρθιοι οι Δρ. Νικόλαος Πασσαλής, Αναπλ. Καθ. Νικόλαος Πλέρος, Καθ. Αναστάσιος Τέφας, καθιστοί οι Χρήστος Παππάς, Δρ. Μιλτιάδης Μόραλης-Πέγιος, Απόστολος Τσακυρίδης, Γεώργιος Γιαμουγιάννης και Μάνος Κίρτας
