La lumière au lieu des fils : une puce photonique calcule plus vite express
Un ordinateur ordinaire fait circuler l'électricité dans des pistes de cuivre, et chaque action est une file d'attente : d'abord une, puis une autre. La lumière sait faire autrement. Dans un seul faisceau, on peut mélanger des dizaines de signaux sans qu'ils se gênent — comme des voix différentes dans un chœur, qui chantent en même temps mais chacune distincte.
La nouvelle puce FieldCore utilise cinq de ces « voix » à la fois. La première est la couleur du faisceau : différentes longueurs d'onde transportent différentes données. La deuxième est l'onde radio qui module la lumière. La troisième est la forme du faisceau lui-même, son motif. La quatrième est l'instant où le signal est émis. La cinquième est l'endroit où le faisceau arrive en sortie. Les cinq fonctionnent simultanément, et le nombre de flux parallèles se multiplie, ne s'additionne pas. Ainsi, une seule puce accepte jusqu'à 1800 flux en même temps.
Les tests ont montré que la puce accomplit des tâches qui exigeaient auparavant d'encombrants serveurs. Elle reconnaît des chiffres manuscrits, traite des images de caméras, classe des données satellites et écoute même les vibrations de mécanismes pour détecter une panne. La vitesse est de 69,12 billions d'opérations par seconde, le tout dans un boîtier minuscule.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.22660
Tensor operations dominate modern computational workloads, yet their further acceleration demands hardware platforms with greater parallelism. Although photonic computing provides a compelling route for parallel processing, fully exploiting all native multiplexing dimensions of optical fields is impeded by the challenges in routing and programming light in all dimensions simultaneously. Here we introduce FieldCore, a fully multiplexed photonic tensor core that jointly harnesses wavelength, radio-frequency, guided-mode, time and space dimensions, thereby enabling parallelism to scale multiplicatively within a single optical field. Enabled by inverse-designed silicon photonics, FieldCore preserves a uniform programmed computation across all multiplexed channels in parallel. Experimentally, we validate and benchmark its performance from ultra-high-baudrate arithmetic operations to high-fidelity image convolution and parallel handwritten-digit recognition. We further use FieldCore to unlock applications that naturally require high-dimensional data processing, such as high-dimensional hyperspectral classification and massively parallel mechanical fault diagnosis. Our FieldCore supports an estimated aggregate compute throughput of 69.12 tera operations per second (TOPS) and accommodates up to 1,800 parallel input streams within a single core, establishing a scalable paradigm for fully multiplexed photonic tensor computing and AI inference.
La lumière dans une fibre optique se déplace presque 200 000 fois plus vite qu'un signal électrique dans un fil de cuivre.
De telles puces rappellent les cœurs de calcul de « Star Trek », où les données sont transmises par impulsions lumineuses.