تخيّل ممرًا يعود فيه صدى الصوت متأخرًا، وفجأة يبدأ هذا الصدى في الإجابة عن الأسئلة. هكذا يعمل الحاسوب الخزاني: عقدة واحدة فقط تستقبل الإشارة، تؤخّرها، ثم تعيدها، مُنشئةً شبكة معقدة من الخلايا العصبية الافتراضية عبر الزمن. في العمل الجديد، يلعب لولب سيليكوني مُصنَّع في مصنع قياسي دور هذا الممر. فهو يضغط 1.76 متر من المسار البصري في بضعة ملليمترات مربعة، مما يجعل الضوء يندفع في دائرة ويعود بعد 11.63 نانوثانية.

سابقًا، كانت هذه التأخيرات تُحقَّق إما بلفائف من الألياف الضوئية أو بمخازن رقمية. الألياف ضخمة الحجم، والمخزن الرقمي يفقد طور موجة الضوء. اللولب السيليكوني يحافظ على الطور وفي الوقت نفسه يتسع على الشريحة. لقد وُضع في حلقة ارتجاع: يمر الليزر عبر مُعدِّل، ثم يعبر الضوء اللولب، ويصل إلى كاشف ضوئي، وتعود الإشارة الكهربائية إلى المُعدِّل. عقدة غير خطية واحدة تتمدد إلى 50 خلية عصبية افتراضية عبر تعدد الإرسال الزمني بخطوة مقدارها 20.48 نانوثانية.

الأمر الأكثر إثارة للدهشة: طور موجة الضوء أصبح قناة ترميز إضافية. تعمّد الباحثون إحداث تداخل ترددي، بإرسال إشارة بتردد 10 ميغاهرتز مع تردد أخذ عينات لا يتجاوز 976.6 كيلوهرتز. بلغ فرق الطور بين اللولب والدليل الموجي المستقيم 0.232π، واستُخدم كمورد حسابي. هذا مكّن من تحقيق خطأ تنبؤ مقداره 0.0767 وصفر خطأ في التعرّف دون زيادة الكسب.

في السابق، كان من غير الواضح ما إذا كان يمكن استبدال اللفائف الضخمة والمخازن الرقمية بخط تأخير متكامل وصغير دون فقدان القدرة الحسابية. الآن أصبح واضحًا: اللولب السيليكوني السلبي بخسائر 23.2 ديسيبل وكسب 0.0223 يعمل بنجاح. فهو يصنّف الإشارات دون أخطاء، ويتنبأ بالفوضى بخطأ 0.0082، ويتعرّف على تسعة متحدثين بأصوات يابانية بخطأ 0.0898. وهذا أفضل بمرتين من المعالج الطيفي السابق، وأسوأ بـ 2.5 نقطة مئوية فقط من خط التأخير الرقمي عند كسب أعلى بـ 23 مرة.

لولب الزمن على الشريحة يعيدنا إلى البداية: ممر لا يؤخّر الصدى فحسب، بل يحوّله إلى فكرة. اليوم، يمكننا تصميم مسرّعات فوتونية مدمجة لمهام السلاسل الزمنية والتعرّف على الكلام، حيث تكون صغر الحجم وانخفاض استهلاك الطاقة أمرين حاسمين. الخطوة التالية واضحة: تقليل الخسائر من 23.2 ديسيبل إلى بضعة ديسيبلات، وعندها ستصبح اللوالب السيليكونية قلب الشبكات العصبية السريعة والموفرة للطاقة.