3月26日,由国际数字地球学会(ISDE)主办的第十九届ISDE国际讲座在线上成功举办。会议以“光子人工智能与数字地球:从古代哲学到先进技术”为主题,从跨学科视角回顾了数字地球的发展历程,重点分享了全息技术、光子人工智能、光学神经网络芯片等领域的前沿突破,展现了哲学、科学与技术深度融合对拓展数字地球研究边界、推动地球可持续发展的重要意义。会议吸引全球3600余名专家学者线上参会,济南超算研究院首席科学家亚历山大·赖科夫先生受邀出席并作学术报告。

亚历山大·赖科夫在题为《Photonic AI for Digital Earth: Observing the Horizon》的报告中指出,数字地球作为支撑地球科学研究与可持续发展的重要载体,其高质量发展面临多重挑战。突出表现在:数字地球高精度仿真对计算性能要求极高,传统架构难以支撑;空天地观测产生海量高速数据,大数据处理压力突出;地球系统复杂多样,数值模型与真实地球系统的精准匹配的难度较大;大规模计算能耗高,如何平衡算力提升与能源高效利用成为重要课题。因此,需实现AI与物理模型融合及实时决策,同时提升算法扩展性、管控多源不确定性。
围绕人工智能技术耗时高、能耗大以及芯片性能制约等现实挑战,亚历山大·赖科夫系统介绍了光子人工智能(PAI)技术在复杂地球系统分析中的优势。该技术以光学处理替代传统数字数据运算模式,并借助全息技术绕过多层神经网络架构,可高效解决现有方法与设备难以应对的非标准物理问题,实现AI模型的即时学习决策、零能耗运行,还能全面、灵活覆盖各类语义场景与语境,更加符合人类认知。他表示,光子人工智能技术有望深化人类在基本粒子特性、蛋白质演化等领域的科学认知,为前沿科学研究开辟新路径。不过,光子人工智能的落地应用仍面临材料层面的挑战,现有技术生产的硅基半导体、石墨烯等二维材料、可晶态非晶态切换的相变材料、周期性纳米结构光子晶体等各类材料的固有特性与应用局限是其产业化的重要瓶颈。
国际数字地球学会(ISDE)于2004年在北京成立,是致力于推动学术交流、科技创新、人才培育与国际合作,助力数字地球领域发展的国际组织。ISDE国际讲座作为国际数字地球学会(ISDE)主办的系列线上学术活动,特邀数字地球领域国际知名专家作主旨报告,旨在汇聚全球相关领域学者,促进学术思想交流与研究成果共享,传播数字地球前沿理念与最新进展。
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