Компьютеры являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и потребность в компьютерах, которые могут работать быстрее, более эффективно решать сложные проблемы и оставлять меньший след в окружающей среде за счет минимизации необходимой энергии для вычислений, становится все более актуальной. Недавний прогресс в фотонике показал, что можно добиться более эффективных вычислений с помощью оптических устройств, которые используют взаимодействие между метаматериалами и световыми волнами для применения интересующих математических операций к входным сигналам и даже для решения сложных математических задач. Но на сегодняшний день такие компьютеры требуют большой площади и точного изготовления компонентов на большой площади, которые из-за их размера трудно масштабировать в более сложные сети.
Недавно опубликованная в журнале Physical Review Letters статья исследователей из Центра передовых научных исследований Центра аспирантуры CUNY (CUNY ASRC) подробно описывает прорывное открытие в области наноматериалов и взаимодействия световых волн, которое прокладывает путь к разработке небольших оптических компьютеров с низким энергопотреблением. способны к продвинутым вычислениям.
«Растущее энергопотребление крупных центров обработки данных и неэффективность современных вычислительных архитектур стали настоящей проблемой для нашего общества», — сказала Андреа Алу, доктор философии, автор статьи, основатель-директор Инициативы фотоники CUNY ASRC и профессор Эйнштейна. физики в аспирантуре. «Наша работа демонстрирует, что можно спроектировать наноразмерный объект, который может эффективно взаимодействовать со светом для решения сложных математических задач с беспрецедентной скоростью и почти нулевым потреблением энергии».
В своем исследовании исследователи CUNY ASRC разработали наноразмерный объект из кремния, чтобы при опросе световыми волнами , несущими произвольный входной сигнал, он мог кодировать соответствующее решение сложной математической задачи в рассеянный свет. Решение рассчитывается со скоростью света и с минимальным потреблением энергии».
«Это открытие является многообещающим, потому что оно предлагает практический путь для создания нового поколения очень энергоэффективных, сверхбыстрых, ультракомпактных наноразмерных оптических компьютеров и других нанофотонных технологий, которые можно использовать для классических и квантовых вычислений», — сказал Хидонг Гох, доктор философии. ., ведущий автор статьи и научный сотрудник лаборатории Алу. «Очень малый размер этих наноразмерных оптических компьютеров особенно привлекателен с точки зрения масштабируемости, потому что несколько наноструктур могут быть объединены и соединены вместе посредством светорассеяния для реализации сложных наноразмерных вычислительных сетей».
Теги: суперкомпьютер, энергия
