La lumière qui traverse les ondulations de la surface de l'eau dessine des motifs dansants au fond d'une piscine. Les ingénieurs ont utilisé une idée similaire pour faire calculer la lumière. Ils ont fabriqué une minuscule plaque à relief ondulé — chaque bosse et chaque creux dévie les rayons à sa manière. Lorsqu'une image tombe sur cette surface, la lumière qui la traverse se concentre en différents points derrière elle. La luminosité en chaque point est la réponse : quel chiffre ou quel objet figurait sur l'image.
La plaque mesure 40 × 40 micromètres — plusieurs fois plus petite que l'épaisseur d'un cheveu humain. Elle n'a besoin ni de fils, ni de transistors, ni de logiciel. Tout le « programme » est inscrit dans la forme de la surface, comme le lit d'une rivière détermine le chemin de l'eau. Les différentes couleurs de la lumière sont déviées sous des angles différents, si bien que la même puce peut traiter simultanément jusqu'à 20 tâches indépendantes — chacune sur sa propre couleur, comme les musiciens d'un orchestre jouent des partitions différentes.
Cette approche promet des calculateurs qui consomment presque aucune énergie et travaillent à la vitesse de la lumière. Peut-être qu'à l'avenir, les caméras et les capteurs trieront les images sur place, sans envoyer les données dans le cloud.
La surface ondulée utilisée dans le processeur fonctionne comme un prisme : elle dirige les différentes couleurs de la lumière dans des directions différentes, ce qui permet d'utiliser la couleur comme un canal supplémentaire pour les calculs.