美國國家標準技術研究院（NIST）的科研人員研制出了一種硅光芯片，可精確地在微型類腦網絡中傳導光信號，是神經網絡的一種潛在設計方案。這項工作也代表了在創建更密集復雜的光子電路方面的重要進步，這種光子電路是將光子學與其他電路整合的關鍵。

“在同時具有光子和電子元件的系統中，光子占據的芯片區域隨著通信節點數量及其連接程度的增加而迅速增加。對于密集相連的系統，波導的必要數量可能增加到一塊板無法容納的地步。”研究人員在其上周發表在《APL光子學》（APL Photonics）期刊上的文章中指出，“適宜的解決方案是利用多板光子波導，這一領域在過去十年取得了長足進展。波導的堆疊實現了低損耗、低串擾波導交叉的密集整合。在本研究中，我們展示了兩板信號分布網絡的設計和實施，能將一個網絡層中的10個輸入節點路由到10個輸出節點的100個連接。這種復雜的路由方式實現了前饋神經網絡兩層之間的路由，每層10個神經元，具有全連通性。”

研究所采用的三維設計實現了復雜路由方法，這對模擬神經系統不可或缺。而且，研究人員指出，如需要更復雜的網絡，這種設計能輕松擴展到納入更多的波導層。

神經網絡已經在解決復雜問題方面展現出了非凡的能力，如快速圖案識別、數據分析等。利用光能消除電荷帶來的干擾，信號會傳得更快、更遠。“光的優點能提高神經網絡進行科學數據分析的性能，例如搜尋類地行星、量子信息科學，推動自主車輛高度直觀控制系統的發展。”研究人員在文章中表示。“我們主要完成了兩件事。一是開始使用第三維來實現更多的光連接性，二是研發了一種新的測量技術,快速表征光子系統中的多個設備。這兩種進步都很關鍵，因為我們開始擴大光電神經系統的規模了。”