加州理工学院科学家拓荒新一代光子野神思，速率非凡100GHz

近日，加州理工学院（Caltech）的商议东说念主员公布了一款速率非凡100GHz的光子野神思，有望绽放超快运算的新时间。

所谓“光子野神思”，是一种使用光子（光粒子）来进行数据经管的野神思，有别于传统电子野神思使用电子来传输和经管数据。光子野神思具备速率快、功耗低等后劲上风，被视为将来野神思发展的遑急标的之一。

传统野神思的时脉是决定其推行提醒速率的枢纽身分，径直影响运算性能，历史上曾跟着摩尔定律稳步普及，但在2000年代初期便停滞在5GHz傍边。

主要受限于两大空匮：一是“邓纳德缩放比例定律”，该定律以为收缩晶体管尺寸不错保管效劳，但较小的晶体管会走电，导致功耗增多。二是“范纽曼瓶颈”，它甩掉了内存和经管器之间的数据传输速率，这些甩掉欺压了超高速经管技能的发展。

然则，加州理工学院的商议东说念主员通过一项转换想象突破了这些甩掉，他们拓荒的光子野神思使用光信号代替传统电力，从而躲避了传统野神思的功耗和数据传输瓶颈。

这台野神思的中枢是一种基于光学齐全的轮回神经汇集，哄骗激光脉冲经管数据，其枢纽组件是一个光学腔体，它同期四肢内存和运算层，光信号以激光脉冲的频率进行高速轮回和操作。

这种光子架构简略以无与伦比的速率和效劳推行信号分类、时辰串行揣摸和图像生成等任务，与传统野神思比拟，摒除了数据传输和功率密度关系的瓶颈，极地面普及了运算效劳。

凭据arXiv上一项1月10日事先发布的研商议效劳泄露，商议东说念主员通过建议并实验演示基于端到端和光子学递归神经汇集的野心来壅塞这项空匮，该汇集哄骗线性和非线性光学操作的超快特质，同期幸免电子操作。光子野神思全齐在光域中以 100 GHz时脉速率齐全线性运算、非线性函数和存储。

换句话说，这台新野神思的中枢是递归神经汇集的光学齐全。该设立全齐在光域内入手，哄骗激光脉冲经管数据。其中一个枢纽组件是光学腔（optical cavity），它充任内存和运算层。光信号在这里以惊东说念主速率（由激光脉冲频率决定）进行再轮回和主宰。

这种架构使光子野心功简略以无与伦比的速率和效劳推行信号分类、时辰串行揣摸和图像生成等任务。与传统想象不同，光学智商摒除了与数据传输和功率密度关系的瓶颈。

商议东说念主员指出，这种新式野神思有望透澈窜改高速通讯、超快成像和生成式AI领域。

淌若与一些商议东说念主员拓荒的增强逻辑门相接，其应用出路将愈加深广，此外，自动驾驶汽车也可能依赖这项技能进行霎时有商酌，进一步提高自动驾驶电动汽车的可靠性。

预期将来，商议东说念主员的见解是将这项技能集成到使用薄膜锂酸盐等先进材料的紧凑、可推广的系统中。虽然，能否将100 GHz光子学野神思用于蹧跶性领域是另一个层面的话题，起码当今还莫得可能。