Фотонный чип для ИИ: вычисления со скоростью света и рекордная энергоэффективность

Инженеры из Пенсильванского университета совершили потенциальный прорыв: они создали чип, который вычисляет не электричеством, а светом. Да-да, вы не ослышались. Этот кремниево-фотонный чип способен выполнять сложнейшую математику для обучения ИИ с невероятной скоростью и при этом потребляет смехотворно мало энергии. Будущее, где процессоры жужжат не от напряжения, а от потока фотонов, может быть ближе, чем мы думаем.

Чип работает молниеносно и экономит энергию, как заправский скряга. Но есть нюанс: пока такой экземпляр в мире всего один. Увы, революции не делаются в одиночку.

Взаимодействие света и материи — вот магистральный путь, который может вывести компьютеры из тупика. Современные чипы, по сути, все еще наследники технологий 1960-х. Они упираются в физические ограничения, перегреваются и требуют все больше мощности. Нужен принципиально иной подход. И ученые из Пенсильвании, кажется, его нашли.

Их разработка — не просто любопытный эксперимент. Это практическое решение для самой прожорливой задачи современности.

Фотонный чип для ИИ: вычисления со скоростью света и рекордная энергоэффективность

Магия света: как умножать матрицы со скоростью мысли

Цель инженеров была конкретна: создать платформу для сверхбыстрого перемножения матриц. Звучит скучно? А ведь именно эта операция — хлеб и воздух для нейронных сетей, сердца любого современного искусственного интеллекта. От ее скорости зависит, как быстро ИИ учится и работает.

Секрет их чипа — в хитрой работе с кремнием. Как объясняет соавтор работы Надер Энгета, они не просто используют пластину, а вытравливают на ней нанометровые углубления — всего 150 нанометров в глубину. Эти микроскопические «ямки» и становятся ключом к управлению светом. Нанесенный на поверхность узор заставляет световые волны выполнять нужные вычисления прямо во время своего движения. Представьте: математика происходит буквально на лету, со скоростью света. Поэтично и невероятно эффективно.

Что самое важное? По словам другого соавтора, Фируза Афлатуни, эта технология уже готова к коммерции. Ее можно интегрировать в обычные графические процессоры (GPU), спрос на которые взлетел до небес из-за бума ИИ. «Используйте нашу платформу как дополнение к GPU — и вы резко ускорите и обучение, и работу с моделями», — говорит Афлатуни.

Но скорость и энергоэффективность — не единственные бонусы. Здесь кроется еще одна изящная идея. Такой фотонный чип может вообще не хранить конфиденциальные данные в оперативной памяти. Информация живет лишь в момент вычисления, в потоке света. «Нельзя взломать то, чего не существует, — с улыбкой отмечает Афлатуни. — Нет памяти — нет и доступа к вашим секретам». Не правда ли, элегантное решение для эпохи утечек данных?

Этот чип — больше, чем просто технологическая новинка. Это окно в мир, где вычислительная мощность освобождается от оков проводов и тепловыделения. Мир, где машины мыслят светом. Звучит как фантастика, но, похоже, она уже стучится в нашу реальность.