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YURION LAB · 研究進行中

クライアントのためにリリースする。自分たちのためには、その先をつくる。

YURION LAB はスタジオの研究部門です。毎月の一部を、まだ SF にしか見えないテクノロジーへ注いでいます。最初に実験台に載せたのは——光で計算するプロセッサ。

project 01 · PHOTON-1 · optical matrix engine● active

光で計算するプロセッサ

PHOTON-1 は私たち自身の手によるフォトニックプロセッサの研究試作機——現代の AI で最も重い演算である行列乗算を、電子ではなく光子で実行する光学エンジンです。

laser
lens f₁
mask W
lens f₂
sensor
y = W·x — one pass of light, one matrix–vector product

光は線形代数のための生まれながらの媒体です。レンズは物理現象としてフーリエ変換を実行し、干渉は数を加算し、マスクを通り抜けるビームは数を乗算します。GPU が何百万回ものトランジスタのスイッチングで削り出す計算を、光学系はたった一度の通過でやってのける——光速で、ほとんど熱も出さずに。

今日の本格的なフォトニックコンピュータは、すべてハイブリッドです。線形演算は光が担い、メモリ・制御・非線形性はエレクトロニクスが受け持ちます。PHOTON-1 も同じ誠実なアーキテクチャに従います——まずは卓上の光学エンジンとして、次に集積シリコンフォトニクスチップとして。

なぜ光なのか

速度

計算は、光が系を駆け抜けるあいだに終わります——1 パスあたりピコ秒。クロックもパイプラインもなし。伝播そのものが計算です。

エネルギー

受動的な光学系は、ほぼタダで計算します——干渉は 1 ワットも消費しません。エネルギーを使うのは端にあるレーザーとセンサーであって、計算そのものではないのです。

並列性

ビームは互いを乱すことなく交差し、波長の異なる光は 1 本の導波路を独立に共有します。ひとつの光学系が、多数の計算を同時に運ぶのです。

マシンの内側

01

光学コア

自由空間型の行列エンジン。マイクロミラーアレイがデータを光に符号化し、レンズがビームを広げてまた束ね、センサー列が結果を読み取ります。光の 1 パスが、行列ベクトル積 1 回。

02

フーリエ光学

レンズは二次元フーリエ変換を物理的に実行します。だから畳み込み層は、レンズ 2 枚とマスク 1 枚に置き換わる。古典的な 4f 光学系——乗算ゼロで動く光学 CNN 層です。

03

デジタルエッジ

光にできないことはエレクトロニクスが担います。メモリ、制御フロー、非線形活性化。符号化し、伝播させ、読み出す——というハイブリッドループ。並外れたコアを、ありふれたコードが取り囲みます。

ロードマップ

01

光学ベンチと 4f 系

進行中

自由空間ベンチを組み上げ、初めての本物の光学フーリエ変換を得る——物理が目に見えて動き出す瞬間です。

02

光学行列エンジン

次に着手

まずは固定マスク、次にマイクロミラーアレイ。実際の行列ベクトル積を光で測定し、コード上の同じ計算と突き合わせて検証します。

03

光で動くニューラルネットワーク

計画中

行列積を光学的に計算する数字分類器。精度もエネルギーも、デジタルのベースラインに対して正直にベンチマークします。

04

シリコンへ

計画中

同じアーキテクチャを、集積フォトニックチップとして。干渉計メッシュをオープンなツールで設計し、共同利用のマルチプロジェクトウェハで製造します。

はじめからオープン

最初の Apple のコンピュータは、最初のコンピュータではありませんでした——誰もが自分で組み立てられる、最初の 1 台だったのです。フォトニックコンピューティングにその席はまだ空いていて、私たちはそこに座るつもりです。回路図もコードも、測定結果も失敗も、進めながらすべて公開していきます。

project 02 · ???○ queued
lab next --status

キューに入っています。ラボは、ひとつの実験では止まりません。

/ 04

参加する

PHOTON-1 はスタジオ自身の R&D 予算で進めています。そして対話はいつでも歓迎です——エンジニアや研究者と、パートナーと、そして光学ベンチの傍らに席を求めるアーリーバッカーと。

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