中國教育在線
北(bei)京時間(jian)5月30日
清(qing)華大學(xue)2項最新(xin)科研成(cheng)果
同時(shi)發表于《自然》(Nature)
清華大(da)學依托精密儀(yi)器系的
類腦計算研究中心(xin)施路(lu)平教授團隊
提(ti)出一種(zhong)基于視(shi)覺原(yuan)語的
互補雙通(tong)路類腦視覺(jue)感知新范式
研制出世界首款
類腦互補視(shi)覺(jue)芯(xin)片“天眸芯(xin)”
基于該研究成果的論文
《面向開放世界感(gan)知
具(ju)有(you)互補(bu)通路(lu)的視覺芯片》
(A Vision Chip with Complementary Pathways for Open-world Sensing)
被作為本期《自然》(Nature)雜(za)志
封面文章
這是該團隊
繼異構融(rong)合類腦(nao)計算(suan)“天(tian)機芯”后(hou)
第(di)二(er)次登(deng)上 Nature 雜(za)志(zhi)封面
標(biao)志(zhi)著中國(guo)在類腦計算和類腦感知方向
取得重要突破
2024年(nian)5月30日 Nature 雜(za)志封(feng)面(mian)
Nature 網站論文截圖
中國科學院院士
清華大學交叉(cha)信息研究院(yuan)教授段路明
帶領研究組首次實現
基于(yu)數百離(li)子(zi)量子(zi)比特的量子(zi)模擬計算
該成果研究論文
《具(ju)有單(dan)比特分辨率(lv)的
數百囚禁離子二維量子模擬(ni)器》
(A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions)
在 Nature 官(guan)網(wang)在線發表(biao)
被 Nature 審稿人稱為
“量子模(mo)擬領域的巨(ju)大進步”
“值得關注(zhu)的里程碑”
Nature 網站論文截(jie)圖
高(gao)速、高(gao)精度、高(gao)動態視覺(jue)感知(zhi)
賦能“天眸芯”!
視覺感知
作為智能無人系(xi)統
獲取(qu)信息的核(he)心途徑
發揮著至關重要(yao)的作用
但在(zai)復雜多變且(qie)不可(ke)預測的環(huan)境(jing)中
實現(xian)高效、精(jing)確且魯棒的視(shi)覺(jue)感知
依然是一(yi)個艱巨的挑戰
傳統(tong)視覺感(gan)知(zhi)芯片(pian)
由于受到“功耗墻”“帶寬墻”的(de)限制
在(zai)應(ying)對極端場景時
往往面臨失真、失效或高延遲的問題
嚴重影(ying)響了系統的穩定性和安全(quan)性
“天眸芯”研究團隊合影(ying)
為了克服這(zhe)些挑戰
精儀系類腦計算研(yan)究團隊
聚焦類(lei)腦(nao)視覺感知芯(xin)片(pian)技術
提(ti)出(chu)了(le)一種基于視(shi)覺(jue)原語(yu)的
互(hu)補雙通路(lu)類(lei)腦(nao)視覺感知(zhi)新范(fan)式(shi)
借鑒人類視覺系統(tong)的基本原理
模(mo)仿人類(lei)視覺系統的特征(zheng)
形成兩條
優勢互補、信息完備的視覺感(gan)知通路
類腦互(hu)補(bu)視覺感知芯片“天眸(mou)芯”
基于這一新范式
團隊進一步研制出了
世界首款類腦(nao)互補視覺芯(xin)片“天眸芯(xin)”
在極低(di)的帶(dai)寬(降(jiang)低(di)90%)和功耗代價下
實現(xian)了每(mei)秒10000幀的高速(su)、10bit的高精度
130dB的(de)(de)高(gao)動態(tai)范圍(wei)的(de)(de)視覺信息(xi)采集
類腦計算研究(jiu)中(zhong)心施(shi)路平教授(右一)和趙蓉教授(左二)指導學生實驗(yan)
基于該芯片
團隊還自主研發了高(gao)性能軟件和算法
并在開放環境車(che)載平臺上進(jin)行了性能驗證
在(zai)多(duo)種極端(duan)場景下
該系統實現了
低延遲、高性能的實時感知推理
在智能(neng)無人(ren)系(xi)統領域(yu)展現了巨大應(ying)用潛(qian)力
自動駕駛感知(zhi)演示平臺
世界首次!
實現最大(da)規(gui)模具(ju)有單(dan)比特(te)分辨率(lv)的(de)
多離子量子模擬計算
離子阱系統
被(bei)認為是最有希望實現大規模(mo)量子(zi)模(mo)擬
和量子計算(suan)的物理系統(tong)之一
多個實驗驗證了
離子量子比特的高精密相干操控
該系統的規模化被認為是主要(yao)挑戰
交叉(cha)信息(xi)研(yan)究院段路(lu)明(ming)研(yan)究組(zu)合影
交叉信(xin)息研(yan)(yan)究院段路明研(yan)(yan)究組
利(li)用低溫一體(ti)化離子(zi)阱技術
和(he)二維離子陣列方(fang)案
大(da)規模擴(kuo)展離子(zi)量(liang)子(zi)比特數(shu)
提高離子(zi)陣列穩定性(xing)
首次實現
512離子二(er)維陣列的穩定囚禁和(he)邊帶冷(leng)卻
并(bing)首次(ci)對300離子
實現可單比特分辨的(de)量子態(tai)測量
實驗獲得512離子二維陣列圖像(xiang)
與典(dian)型(xing)300離子單點(dian)分辨測量結果
研究人員(yuan)進而利用(yong)
300個(ge)離(li)子(zi)量子(zi)比特實現(xian)可調(diao)耦合的
長程橫場伊(yi)辛模型的量子(zi)模擬計算
長(chang)程橫場伊辛模(mo)型(xing)
是一類(lei)重(zhong)要的(de)量子多體模型(xing)
有助于理解
量(liang)子信(xin)息、凝聚(ju)態物理等(deng)領域的基本(ben)問題(ti)
也(ye)可(ke)用于求解優(you)化問題等(deng)現實應用
典(dian)型(xing)300離子長程橫場伊辛(xin)模型(xing)量子模擬(ni)計(ji)算結果
該工作實現了
國際上最大規模
具有單(dan)比(bi)特分辨(bian)率的多離(li)子量子模擬(ni)計算
將該(gai)研究組(zu)保持(chi)的
離子量子比特數國際(ji)記錄(61離子)
往前推進了(le)一大(da)步
首次實現
基于二維離(li)子(zi)陣列(lie)的大規模(mo)量子(zi)模(mo)擬
段路明院士(shi)(右一(yi))指導學生實驗
研究人員還對該模型(xing)的動力學演化
進行(xing)量子模擬計(ji)算
300個離子量(liang)子比(bi)特同時工(gong)作時
所能執行的計算復(fu)雜度達(da)到(dao)2的300次方
超越經典計算機的直接模(mo)擬(ni)能力
該實驗系統(tong)為(wei)進一步研究
多體非(fei)平衡態量子動力學
這一(yi)重要(yao)難(nan)題提供了(le)強(qiang)大的(de)工(gong)具
科(ke)研之路，永無止(zhi)境
清華人行健不息
在(zai)追(zhui)求卓越中開拓創新
續寫科研新篇
綜合|精(jing)儀系 交叉信息(xi)院 Nature
攝影|張(zhang)兆基 賈桂昊
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