原創(chuàng) 清華大學(xué) 清華大學(xué)

五月三十日，北京時(shí)間

清華大學(xué)2項(xiàng)最新科研成果

與此同時(shí)發(fā)表于《自然》（Nature）

依托精密儀器系的清華大學(xué)

類腦計(jì)算研究所施路平教授團(tuán)隊(duì)

提出一種基于視覺原語的方法

互補(bǔ)雙通道類腦視覺感知新范式

研究開發(fā)了世界上第一款

類腦互補(bǔ)視覺芯片“天眸芯”

基于本研究成果的論文

面向開放世界的感知

視覺芯片具有互補(bǔ)通道”

(A Vision Chip with Complementary Pathways for Open-world Sensing)

這一期被視為“自然”(Nature)雜志

封面文章

這是該團(tuán)隊(duì)

繼異構(gòu)結(jié)合類腦計(jì)算“天機(jī)芯”之后

第二次登上 Nature 雜志封面

這意味著中國在類腦計(jì)算和類腦感知方向上的方向

取得重大突破

2024年5月30日 Nature 雜志封面

Nature 站點(diǎn)論文截圖

中國科學(xué)院教授

清華大學(xué)交叉信息研究所教授段路明明

首次帶領(lǐng)研究小組實(shí)現(xiàn)

量子模擬計(jì)算基于數(shù)百離子量子比特。

研究論文的結(jié)果

具有單比特分辨率的

數(shù)百個(gè)監(jiān)禁離子二維量子模擬器

(A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions)

在 Nature 網(wǎng)站在線發(fā)布

被 Nature 審稿人稱為

在量子模擬領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步。

“里程碑值得關(guān)注”

Nature 站點(diǎn)論文截圖

高速度、高精度、高動(dòng)態(tài)視覺感知

賦予“天眸芯”！

視覺感知

智能無人系統(tǒng)

獲取信息的核心途徑

發(fā)揮著至關(guān)重要的作用

但是，在復(fù)雜多變、不可預(yù)測的環(huán)境中

實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、魯棒的視覺感知

這仍然是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的視覺感知芯片

由于受“功耗墻”和“帶寬墻”的限制

面對(duì)極端的場景

一般面臨失真、失效或高延遲的問題

系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性受到嚴(yán)重影響

研究小組的“天眸芯”合影

要克服這些挑戰(zhàn)

精儀系類腦計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)

聚焦類腦視覺感知芯片技術(shù)

在視覺原語的基礎(chǔ)上提出了一種

互補(bǔ)雙通道類腦視覺感知新范式

借鑒人類視覺系統(tǒng)的基本原理

模仿人類視覺系統(tǒng)的特征

形成兩條

視覺感知渠道優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，信息完善

類腦互補(bǔ)視覺感知芯片“天眸芯”

基于這種新的范式

這個(gè)團(tuán)隊(duì)得到了進(jìn)一步的發(fā)展

全球首款類腦互補(bǔ)視覺芯片“天眸芯”

極低的帶寬(降低90%)和耗電成本

完成每秒10000幀的高速，10bit的高精度。

高動(dòng)態(tài)范圍的130dB視覺數(shù)據(jù)采集

施路平教授(右一)和趙蓉教授(左二)在類腦計(jì)算研究所引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行測試

基于該芯片

團(tuán)隊(duì)還自主開發(fā)了高性能軟件和算法

性能驗(yàn)證是在開放環(huán)境車載平臺(tái)上進(jìn)行的。

有很多極端的場景

該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)

低延遲，高性能實(shí)時(shí)感知推理

展示了智能無人系統(tǒng)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力

自動(dòng)駕駛感知演示平臺(tái)

世界首次！

以單比特分辨率實(shí)現(xiàn)最大規(guī)模。

多離子量子模擬計(jì)算

離子阱系統(tǒng)

大規(guī)模量子模擬被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)的

物理系統(tǒng)之一的量子計(jì)算

多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

高精度離子量子比特的相關(guān)控制

這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模被稱為主要挑戰(zhàn)。

交叉信息研究所段路明研究組合影合影

交叉信息研究所段路明研究組

采用低溫集成離子陷阱技術(shù)

以及二維離子陣型方案

離子量子比特?cái)?shù)大規(guī)模擴(kuò)展

提高離子陣型的穩(wěn)定性

首次實(shí)現(xiàn)

穩(wěn)定囚禁和邊帶冷卻512離子二維陣型

并且第一次對(duì)300離子

量子態(tài)測量可以單比特分辨。

獲得512離子二維陣型圖像

單點(diǎn)識(shí)別和典型的300離子測量結(jié)果

從而使用研究人員

實(shí)現(xiàn)可調(diào)藕合的離子量子比特300個(gè)

量子模擬計(jì)算長程橫場伊辛模型

伊辛模型的長程橫場

量子多體模型是一種重要類型。

有利于理解

基本問題，如量子信息、凝聚態(tài)物理等。

也可用于求解優(yōu)化問題等實(shí)際應(yīng)用。

典型的300離子長程橫場伊辛模型量子模擬數(shù)值

這項(xiàng)工作已經(jīng)完成

世界上最大的規(guī)模

多離子量子模擬計(jì)算，具有單比特分辨率。

保持這個(gè)研究小組

國際記錄(61離子)離子量子比特?cái)?shù)

向前推進(jìn)了一大步

首次實(shí)現(xiàn)

大規(guī)模量子模擬基于二維離子陣型。

路明教授(右一段)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

研究人員還對(duì)該模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)演變。

進(jìn)行量子模擬計(jì)算

同時(shí)工作時(shí)，300個(gè)離子量子比特

可實(shí)現(xiàn)的計(jì)算復(fù)雜度達(dá)到2，300次方方

直接模擬超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力

為了進(jìn)一步研究試驗(yàn)系統(tǒng)

多體非平衡態(tài)量子動(dòng)力學(xué)

這個(gè)重要問題提供了強(qiáng)大的工具。

研究之路，永無止境

清華人行健不斷

開拓創(chuàng)新，追求卓越

繼續(xù)撰寫新的科研篇章

題目：“同一天2篇Nature！清華隊(duì)最新的科研突破！”

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