1 月 22 日消息，計算世界正處于一個變革性飛躍的風(fēng)口浪尖，加州理工學(xué)院（Caltech）的研究人員推出了一款能夠?qū)崿F(xiàn)超過 100 GHz 時鐘速度的全光學(xué)計算機。這項新技術(shù)有可能徹底改變需要實時數(shù)據(jù)處理的行業(yè)，并可能成為超快計算新時代的開始。

根據(jù) arXiv 上一項 1 月 10 日預(yù)發(fā)表的研究成果，盡管得益于摩爾定律和越來越多的并行系統(tǒng)架構(gòu)，電子計算機性能呈指數(shù)級增長，但計算機時鐘頻率在近 20 年來一直停滯在 5 GHz 左右。

研究人員通過提出并實驗演示基于端到端和全光學(xué)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算來打破這一障礙，該網(wǎng)絡(luò)利用線性和非線性光學(xué)操作的超快特性，同時避免電子操作。全光計算機完全在光域中以 >100 GHz 時鐘速率實現(xiàn)線性運算、非線性函數(shù)和存儲。

換句話說，這臺新計算機的核心是遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)實現(xiàn)。該設(shè)備完全在光域內(nèi)運行，利用激光脈沖處理數(shù)據(jù)。其中一個關(guān)鍵部件是光學(xué)腔（optical cavity），它充當存儲器和計算層。光信號在這里以驚人速度（由激光脈沖頻率決定）進行再循環(huán)和操縱。

這種架構(gòu)使全光計算機能夠以無與倫比的速度和效率執(zhí)行信號分類、時間序列預(yù)測和圖像生成等任務(wù)。與傳統(tǒng)設(shè)計不同，光學(xué)方法消除了與數(shù)據(jù)傳輸和功率密度相關(guān)的瓶頸。

展望未來，研究人員的目標是將這項技術(shù)集成到使用薄膜鋰酸鹽等先進材料的緊湊、可擴展的系統(tǒng)中。當然，能否將 100 GHz 全光學(xué)計算機用于消費者領(lǐng)域是另一個方面的話題，起碼目前還沒有可能。