Когда дело доходит до современных технологий, очень немногие устройства имеют больше авторитета и энергии комиксов, чем суперкомпьютеры. Эти мощные устройства обладают огромной вычислительной мощностью и даже обнаружили невидимый в противном случае недостаток в реактивных двигателях, который снижал их общую эффективность. Но благодаря новому фотонному устройству, разработанному исследователями из Массачусетского технологического института, квантовые суперкомпьютеры могут развиться до гораздо большего масштаба, чем все, что мы видели раньше.
Фотонные чипы используют свет (фотоны), излучаемый миниатюрными лазерами, для обработки информации вместо электричества. Обычно этот лазерный свет действует внутри небольших путей, известных как оптические волноводы на чипах такого типа. Это неэффективный процесс, поскольку свет ограничен встроенным в кристалл. Однако MIT сообщает, что эта новая фотонная технология позволяет контролировать передачу света от чипа. Это может принести пользу квантовым суперкомпьютерам, где традиционные системы ограничены контролем лишь небольшого количества лазерных лучей одновременно. Фотонные технологии позволяют передавать тысячи лучей одновременно, а это означает, что квантовые вычисления могут выйти далеко за рамки своих собственных ограничений.
Чтобы сделать это возможным, команда Массачусетского технологического института вместе с группой сотрудников построила на чипе микроскопические структуры. Эти конструкции, называемые «трамплинами», изгибаются вверх, улавливают проходящий свет и отправляют его в открытое пространство. Но не только форма прыжков обеспечивает правильный выход света: на самом деле они сделаны из двух разных гибких материалов. По мере применения большего количества элементов управления лучи можно быстро включать и выключать, предоставляя исследователям масштабируемый контроль, который они искали.
Преимущества и проблемы фотонных вычислений
Достижения в фотонных технологиях пришлись как нельзя кстати в самое подходящее время для суперкомпьютеров. Обработка тяжелых рабочих нагрузок ИИ, а также других сложных задач вывела современные системы за рамки того, с чем они часто могут справиться. Но фотонные вычисления — более современный подход, поскольку в отличие от традиционного суперкомпьютера он использует свет вместо электричества. Это делает технологию фотонных вычислений не только более энергоэффективной, но и более быстрой.
Напротив, квантовые системы, которые могли бы, наконец, решить проблему загрязнения планеты ИИ, используя меньше ресурсов для выполнения тех же задач, все еще находятся на ранних стадиях своего развития. Хотя они и выиграли бы от фотонных технологий, эти квантовые системы, возможно, уже отстают. Это потому, что технология фотонных вычислений оказывается идеальным решением для различных операций. Сюда входят все более непопулярные центры обработки данных, которые появляются по всей Америке; использование фотонных технологий в этих центрах смягчит воздействие, которое эти учреждения оказывают на тех, кто не хочет, чтобы они присутствовали в их сообществах. Кроме того, пропускная способность и задержка уже значительно улучшились благодаря фотонным технологиям, и даже наблюдается прогресс в разработке устройств, которые работают исключительно с фотонами.
Но хотя фотонные вычисления имеют свои преимущества, есть и некоторые проблемы. Изготовление компонентов — это очень подробный и трудоемкий процесс, который всегда требует идеального исполнения. Один незначительный дефект может привести к неисправности чипа, что приведет к необходимости начинать все с нуля. Кроме того, в настоящее время изготавливать фотонные устройства неэффективно из-за необходимости наличия встроенной технологии контроля температуры. В результате внедрение полностью фотонных конструкций в реальном мире в настоящее время является скорее долгосрочным стремлением, чем практической целью.
