加州理工學院（Caltech）研究人員推出一款時脈速度可超過 100GHz 全光學電腦，有望推動運算世界轉型躍進，並開啟超快運算的新時代。
外媒 Boy Genius Report 報導，時脈決定執行指令的速度，是影響效能的關鍵因素。從歷史看，時脈依循摩爾定律穩步提升，但 2000 年代初期，時脈停在 5GHz 左右，背後有兩大障礙。
第一個是「Dennard 縮放比例定律」（Dennard Scaling），縮小電晶體可維持效率。然較小電晶體會漏出電流，導致更高功耗；馮紐曼瓶頸（Von Neumann bottleneck）限制記憶體與處理器間資料傳輸速度。
這些挑戰延緩需要超高速處理的應用。但據論文平台 arXiv 預先發表研究，這一切很快就會改變，因為第一台 100GHz 全光電腦即將誕生，以光取代電力，避開這些限制。
新電腦核心是基於光學的循環神經網路，完全在光學領域運作，利用雷射脈衝處理資料。關鍵零組件之一是光學腔體，同時為記憶體和運算層。光訊號以雷射脈衝頻率高速循環和操作。
這種架構使全光電腦以無與倫比速度和效率執行訊號分類、時間序列預測及影像生成等任務。與傳統設計不同的是，光學方法消除與資料傳輸和功率密度相關的瓶頸。
這種性質的電腦有望徹底改變高速電信、超快成像和生成式 AI，特別是若與研究員創造的增強邏輯門結合。此外，自駕車可能依賴新技術瞬間決策，提高自駕電動車的可靠性。
展望未來，研究員目標是用鈮酸鋰（lithium niobate）薄膜等先進材料，將新技術整合至精巧可擴充的系統。
（首圖來源：Pixabay）
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