Британские ученые из Оксфордского университета разработали первый в мире фотонный процессор, в основе работы которого лежит поляризация света. Это помогло повысить скорость работы процессора и позволило проводить параллельные вычисления. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
С момента изобретения первого микрочипа в 1958 году для увеличения вычислительной мощности микросхем в них просто увеличивали количество транзисторов. Это привело даже к формулировке закона Мура, согласно которому число транзисторов, которые размещаются на микрочипе, удваивается каждые 2 года. Однако теперь, с развитием искусственного интеллекта и машинного обучения, необходимо расширять границы вычислительной техники. В связи с этим главным вопросом в области электронной инженерии стал следующий: как уместить в один транзистор как можно больше функций?
Американские ученые разработали фотонное устройство, в основе работы которого лежит явление поляризации света. Так как волны света с разными длинами не взаимодействуют друг с другом, фотонные устройства хорошо подходят для проведения параллельных вычислений. Аналогичным образом волны света разной поляризации также не взаимодействуют друг с другом. Соответственно, волны света разных поляризаций могут служить независимыми каналами информации. На основе этих принципов ученые разработали диэлектрические нанопровода. Для этого они использовали гибридный стеклообразный материал, свойства которого могут меняться при воздействии оптических импульсов. Каждый нанопровод может давать селективные ответы на определенное направление поляризации света, поэтому информация, поступающая в форме волн света с разной поляризацией, может обрабатываться одновременно. Таким образом, ученые разработали первый фотонный процессор, действие которого связано с поляризацией света.
Так как вычисления в данном процессоре происходят по нескольким каналам, это на несколько порядков повышает вычислительную мощность устройства по сравнению с обычными электронными микросхемами. Фотонный процессор также функционирует гораздо быстрее привычных электронных устройств.
«Это лишь начало того, что мы хотели бы увидеть в будущем: эксплуатирование всех степеней свободы, которые предоставляет свет. Так, поляризацию можно использовать для проведения параллельных вычислительных операций. Естественно, эта работа все еще находится на раннем этапе разработки, но она включает в себя удивительные идеи, объединяющие электронику, нелинейные материалы и вычисления. У этой работы хороший потенциал, поэтому над ней очень приятно трудиться!» — прокомментировал профессор Хариш Бхаскаран, возглавивший проект.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
