Ученые из Калифорнийского технологического института впервые создали компьютер, который работает исключительно с помощью света. Этот инновационный 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 циркулированию световых сигналов.
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.
А если вы прямо сейчас выбираете новый ноутбук — обратите внимание на 10 лучших процессоров 2025 года. Редакция Hi-Tech вместе с экспертом составила свой топ-10 и рассказала подробно о каждом варианте.
