Ученые из Калифорнийского технологического института впервые создали компьютер, который работает исключительно с помощью света. Этот подход позволил достичь скорости вычислений более 100 ГГц, что открывает новые перспективы для обработки данных в реальном времени.
Проблема производительности современных чипов давно беспокоит инженеров. Электронные процессоры, ограниченные физическими законами, достигли своего предела — 5 ГГц. Попытки ускорить их сталкивались с двумя главными препятствиями. Первое — утечка тока в крошечных транзисторах, что приводит к перегреву. Второе — узкое место архитектуры фон Неймана, из-за которого обмен данными между памятью и процессором замедляет всю систему.
Оптический компьютер кардинально меняет ситуацию. Его работа основана на использовании лазерных импульсов, а не электрических сигналов. Это не только устраняет ограничения электронных компонентов, но и открывает возможности для вычислений на скоростях, недостижимых для традиционных чипов.
В основе системы лежит модель рекуррентной нейронной сети. Она состоит из трех компонентов: входного слоя, оптической камеры с петлями обратной связи и выходного блока. Лазерные импульсы движутся внутри камеры, выполняя вычисления, а затем формируют результат. Такая архитектура позволяет не только проводить сверхбыстрые операции, но и запоминать промежуточные данные благодаря повторному .
Устройство уже успешно продемонстрировало выполнение нескольких задач: от классификации форм сигналов до прогнозирования временных рядов. Однако самое важное — это скорость. Оптические импульсы позволяют выполнять миллиарды операций за доли секунды.
Применение технологии может кардинально изменить многие отрасли. Например, обработка данных для телекоммуникаций, высокоточная лазерная навигация и генеративный ИИ станут намного эффективнее. Кроме того, перспективны разработки в сфере автономного транспорта, где решения должны приниматься мгновенно.
Ученые подчеркивают, что дальнейшая миниатюризация устройства сделает технологию доступной для массового производства. Использование тонкопленочных материалов, таких как литий-ниобат, ускорит этот процесс.
Появление такого компьютера не только решает нынешние проблемы вычислительной техники, но и задает вектор развития для будущих поколений технологий.
Оптический компьютер не имеет отношения к измышленному теоретиками квантовому компьютеру. В оптическом компьютере нет никаких кубитов и запутанных фотонов, его рабочая память это циркулирующие световые сигналы.
I appreciate, cause I found exactly what I was looking for. You have ended my 4 day long hunt! God Bless you man. Have a nice day. Bye
Hey very nice web site!! Man .. Beautiful .. Amazing .. I will bookmark your site and take the feeds also…I am happy to find so many useful info here in the post, we need develop more techniques in this regard, thanks for sharing. . . . . .
Я сам эти компы не строю, но всё же представляю, что в начале пути фотона электронные устройства, а далее каскад переизлучений. Фотоны не могут зависать на фиксированных частицах вещества. (Свободные частицы вещества фотоны движут, и чем больше их накапливается, тем быстрее движут.) Если бы фотонами нельзя было бы передавать инфу, не занимались бы квантовыми компьютерами. В описанном в статье фотонном компьютере, нет главного бреда важного в идее квантовых компьютеров КУБИТОВ. Вместо них в памяти циклы движения фотонов.
Чтобы происходили какие либо оптические операции, надо изменять состояние оптического луча. Сделать это можно только электронными устройствами, т.е. либо вкл/выкл излучатель, либо оперировать с путём прохождения луча, что тоже возможно вроде только электроникой. Можно сделать чисто оптические сумматоры, разветвители. Но как сделать, чисто на оптике, базовые логические элементы … . Для инвертора потребуется принять оптический сигнал(фотодиод), поставить минимум один транзистор и обратно загнать в оптику(светодиод).
Условно, на миллион фотонных операций две электронные, вход и выход.
Но ведь в процессе “потом”, нужно тоже модулировать свет. Запрещать, разрешать, инвертировать. А это пока можно делать только электроникой. И процессы это не быстрые. У мониторов, типично в единицах миллисекунд, например. Может это некое аналоговое устройство на новом уровне?
Понятное дело, без клавиатуры никак и электроники модулирующей фотоны. Потом процессоры работающие на фотонах и электронный выход…
Как и с квантовым, совершенно не раскрыто устройство вычислительной системы/ячейки. Нам же надо сначала модулировать, а потом демодулировать, свет. Переведя электрику в оптику и обратно. В процессе обработки оптического сигнала тоже будут задействованы некие элементы, меняющие оптические свойства по электрическому сигналу. Опять упрёмся в электронику.