Светлината замества тока в изчисленията или как в Германия пуснаха иновативен фотонен процесор

Учени от Технологичния институт в Карлсруе стартираха практически изследвания на нов клас високопроизводителна изчислителна платформа, базирана на фотонен процесор. Системата използва разработките на германската компания Q.ANT и залага на светлинни сигнали вместо на традиционен електрически ток в транзисторите. Вместо да замени изцяло познатата микроелектроника, новото устройство функционира като специализиран оптичен ускорител в рамките на хибридна архитектура, работеща съвместно с конвенционалните централни и графични процесори.

Принципът на действие разчита на преобразуване на цифровите данни в параметри на светлинната вълна, като фаза и амплитуда. Процесът се управлява чрез интегрирана фотонна схема с оптични вълноводи и интерферометри, където светлинните лъчи се застъпват и изпълняват необходимите математически операции пряко по време на преминаването си. Тази физическа интерференция е изключително ефективна при матричните изчисления, които формират основата на невронните мрежи и алгоритмите за изкуствен интелект.

Основното предимство на технологията се изразява в паралелната обработка на масиви от данни и драстичното намаляване на нуждата от енергоемко прехвърляне на информация между паметта и изчислителните ядра. Според първоначалните разчети фотонният чип може да осигури до 30 пъти по-висока енергийна ефективност при специфични изчисления спрямо стандартните силициеви компоненти. Тестовете в реална среда тепърва ще определят оптималното разпределение на задачите между оптичните и електронните модули, като в бъдеще се планира добавянето и на нелинейни светлинни трансформации.