Свет вместо проводов: фотонный чип считает быстрее экспресс
Обычный компьютер гоняет электричество по медным дорожкам, и каждое действие — это очередь: сначала одно, потом другое. Свет умеет иначе. В одном луче можно смешать десятки сигналов, и они не мешают друг другу — как разные голоса в хоре, которые звучат одновременно, но каждый слышен отдельно.
Новый чип FieldCore использует сразу пять таких «голосов». Первый — цвет луча: разные длины волн несут разные данные. Второй — радиоволна, которой модулируют свет. Третий — форма самого луча, его узор. Четвёртый — момент времени, когда сигнал отправлен. Пятый — место, куда луч попадает на выходе. Все пять работают одновременно, и число параллельных потоков перемножается, а не складывается. Поэтому один чип принимает до 1800 потоков сразу.
Проверка показала, что чип справляется с задачами, которые раньше требовали громоздких серверов. Он распознаёт рукописные цифры, обрабатывает снимки с камер, классифицирует данные со спутников и даже слушает вибрацию механизмов, чтобы найти поломку. Скорость — 69,12 триллиона операций в секунду, и всё это в одном крошечном корпусе.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском 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.
Свет в оптоволокне движется почти в 200 000 раз быстрее, чем электрический сигнал в медном проводе.
Такие чипы напоминают вычислительные ядра из «Звёздного пути», где данные передаются световыми импульсами.