100 ГГц и выше: оптический компьютер открывает эру сверхбыстрых вычислений

Новый оптический компьютер преодолел ограничения закона Мура.

В 1941 году Немецкий инженер Конрад Цузе создал первый программируемый компьютер – Z3, работавший с тактовой частотой всего 5–10 Гц. С тех пор производительность чипов росла в соответствии с законом Мура, пока в 2005 г. его пик составляет около 5 ГГц. Однако на этом прогресс останавливается из-за физических ограничений транзисторов и проблем с энергопотреблением.

Сейчас ученые Калифорнийского технологического института разработали оптический компьютер, способный работать на частотах выше 100 ГГц. Команда под руководством Гордона Ли и Мидии Парты создала устройство, которое использует свет вместо электричества для вычислений, обеспечивая беспрецедентную скорость обработки данных.

Устройство основано на рекуррентной нейронной сети, в которой входной сигнал проходит через оптический резонатор с обратной связью, выполняя линейные и нелинейные операции, а также сохраняя данные. Ключевым моментом является использование лазерных импульсов для синхронизации операций, что позволяет обрабатывать информацию, ограниченную только скоростью света..

Новая технология обещает произвести революцию в таких областях, как телекоммуникации, сверхбыстрая обработка сигналов, точные измерения и высокоскоростная торговля. В будущем эти системы могут найти применение в автономных транспортных средствах, генеративном искусственном интеллекте и других областях, требующих мгновенной обработки данных.

Исследователи отмечают, что переход к внутрикристальной интеграции с использованием тонкопленочных материалов, таких как ниобат лития, сделает технологию более компактной и доступной для массового производства.