1 月 22 日消息，計算世界正處于一個變革性飛躍的風口浪尖，加州理工學院（Caltech）的研究人員推出了一款能夠實現(xiàn)超過 100 GHz 時鐘速度的全光學計算機。這項新技術有可能徹底改變需要實時數(shù)據處理的行業(yè)，并可能成為超快計算新時代的開始。

根據 arXiv 上一項 1 月 10 日預發(fā)表的研究成果，盡管得益于摩爾定律和越來越多的并行系統(tǒng)架構，電子計算機性能呈指數(shù)級增長，但計算機時鐘頻率在近 20 年來一直停滯在 5 GHz 左右。

研究人員通過提出并實驗演示基于端到端和全光學遞歸神經網絡的計算來打破這一障礙，該網絡利用線性和非線性光學操作的超快特性，同時避免電子操作。全光計算機完全在光域中以 >100 GHz 時鐘速率實現(xiàn)線性運算、非線性函數(shù)和存儲。

換句話說，這臺新計算機的核心是遞歸神經網絡的光學實現(xiàn)。該設備完全在光域內運行，利用激光脈沖處理數(shù)據。其中一個關鍵部件是光學腔（optical cavity），它充當存儲器和計算層。光信號在這里以驚人速度（由激光脈沖頻率決定）進行再循環(huán)和操縱。

這種架構使全光計算機能夠以無與倫比的速度和效率執(zhí)行信號分類、時間序列預測和圖像生成等任務。與傳統(tǒng)設計不同，光學方法消除了與數(shù)據傳輸和功率密度相關的瓶頸。

展望未來，研究人員的目標是將這項技術集成到使用薄膜鋰酸鹽等先進材料的緊湊、可擴展的系統(tǒng)中。當然，能否將 100 GHz 全光學計算機用于消費者領域是另一個方面的話題，起碼目前還沒有可能。