Hewlett Packard создали фотонный процессор с тысячей компонентов на чипе

В настоящее время для передачи и обработки информации используется поток электронов, но постоянное увеличение сложности вычислений говорит о том, что современных методик скоро будет недостаточно и электроны неплохо было бы заменить чем-то другим. Фотоны, имеющие гораздо большую скорость, подойдут для этого как нельзя кстати. Группе исследователей из лаборатории Hewlett Packard удалось создать оптический процессор, на чипе которого присутствует 1052 оптических компонента, способные быстро и эффективно выполнять достаточно сложные вычисления.

Принцип работы оптического процессора основан на модели, определяющей взаимодействие магнитных полей отдельных атомов. Эта модель предполагает, что каждый из атомов вращается, а направление его вращения может указывать «вверх» или «вниз». В ферромагнитных материалах, находящихся при температуре выше определенной точки, направления вращения атомов ориентированы хаотичным образом за счет их тепловых колебаний. Однако при понижении температуры на первый план начинают выходить взаимодействия между атомами и направления их вращения упорядочиваются, ориентируясь в определенном направлении.

Элементы оптического процессора

Если говорить о строении чипа, то на нем созданы 4 вычислительных узла, оперирующие с инфракрасным светом. Поток света, выходящий из каждого узла, проходит через череду разделителей, взаимодействуя со светом, выходящим из других узлов. Как утверждают авторы исследования из лаборатории Hewlett Packard,

«Программа, определяющая выполняемые оптическим процессором вычислительные операции, кодируется в виде температур множества нагревателей, отвечающих за работу отдельных элементов. Свет, прошедший через обработку и смешение со светом из других вычислительных узлов, проходит через микрокольцевые резонаторы, где он очищается от помех и возвращается в вычислительный узел, который изменяет свое состояние, меняя снова фазу выходящего из него света. И так происходит до тех пор, пока вся система не найдет сбалансированное состояние, которое и будет являться решением поставленной задачи».

Подобные процессоры пока не могут выступать в качестве элемента полноценного компьютера, зато могут послужить в роли ускорителей при выполнении определенных задач, к примеру, обработки алгоритмов компьютерной графики или обработки другого большого массива данных.