科學家開發全新全光計算機：驚人的100GHz
加州理工學院（Caltech）的研究人員近日公布了一款速度超過100GHz的全光計算機，有望開啟超快運算的新時代。
據報道，計算機的頻率是決定其執行指令速度的關鍵因素，直接影響運算性能，歷史上曾隨著摩爾定律穩步提升，但在2000年代初期便停滯在5GHz左右。
主要受限于兩大障礙：一是“Dennard縮放比例定律”，該定律認為縮小晶體管尺寸可以維持效率，但較小的晶體管會漏電，導致功耗增加。
二是“馮·諾依曼瓶頸”，它限制了內存和處理器之間的數據傳輸速度，這些限制阻礙了超高速處理技術的發展。
然而，加州理工學院的研究人員通過一項創新設計突破了這些限制，他們開發的全光計算機使用光信號代替傳統電力，從而避開了傳統計算機的功耗和數據傳輸瓶頸。
這臺計算機的核心是一種基于光學實現的循環神經網絡，利用激光脈沖處理數據，其關鍵組件是一個光學腔體，它同時作為內存和運算層，光信號以激光脈沖的頻率進行高速循環和操作。
這種全光架構能夠以無與倫比的速度和效率執行信號分類、時間序列預測和圖像生成等任務，與傳統計算機相比，消除了數據傳輸和功率密度相關的瓶頸，極大地提升了運算效率。
研究人員指出，這種新型計算機有望徹底改變高速通信、超快成像和生成式AI領域。
如果與一些研究人員開發的增強邏輯門結合，其應用前景將更加廣闊，此外，自動駕駛汽車也可能依賴這項技術進行瞬間決策，進一步提高自動駕駛電動汽車的可靠性。
原標題：徹底顛覆！科學家開發全新全光計算機：驚人的100GHz
責任編輯：李曉靈
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