Металл-оксидные полупроводящие полевые транзисторы — основа большинства интегральных электронных схем, но они подпадают под действие закона Мура, утверждающего, что число элементов на одной электронной схеме будет удваиваться каждые два года. Однако размер микрочипов не может уменьшаться бесконечно, пишет EurekAlert.

Частично обойти эту проблему можно, если использовать параллельные вычисления, в которых несколько процессоров выполняют задачу одновременно. Однако, этот подход подходит не для всех задач.

Японские ученые обратились к другому методу: они использовали для переноса данных свет, поскольку фотоны не подвержены закону Мура.

Вместо интегральных схем в новом устройстве, названном PAXEL, фотонные интегральные схемы. Этот фотонный ускоритель использует энергоэффективную стекловолоконную оптику наномасштаба.

Нанофотоника действует со скоростью света и может выполнять вычисления в аналоговом режиме — в таком случае данные меняются в зависимости от уровня интенсивности света.

Разработчики PAXEL предполагают, что их архитектуру можно применять для создания искусственных нейросетей, резервуарных вычислений, систем принятия решений и, в особенности, облачных вычислений, когда значительный объем расчетов выполняют периферийные устройства. Компактный PAXEL, подключенный к планшету или смартфону, мог бы обнаружить сигнал и передать информацию через беспроводную связь в ближайший облачный вычислительный центр для анализа данных.

Год назад физики открыли безмассовые поляритоны Дирака — гибридные частицы, которые могут ускорить появление сверхбыстрых фотонных компьютеров.  Они имитируют релятивистские частицы без массы, что увеличивает эффективность их перемещения.