Учёные нашли способ заставить свет производить вычисления почти без потерь энергии
Иллюстрация того, как гибридные частицы обеспечивают оптическое переключение. Изображение: Zhi Wang
Учёные из Университета Пенсильвании разработали новую фотонную технологию, которая в будущем может сделать системы искусственного интеллекта значительно экономичнее. Вместо привычной электроники исследователи использовали так называемые экситон-поляритоны — особые квазичастицы, сочетающие свойства света и вещества. Это позволило создать оптический переключатель, работающий без преобразования сигнала в электричество.
Сегодня одна из главных проблем ИИ-индустрии — огромные энергозатраты. Современные нейросети требуют всё больше вычислений, а серверы и GPU выделяют колоссальное количество тепла. Из-за этого дата-центрам приходится тратить всё больше энергии не только на сами вычисления, но и на охлаждение оборудования.
Фотонные вычисления считаются одним из возможных решений этой проблемы. Свет передаёт информацию быстрее электронов и почти не нагревает систему. Однако у таких технологий есть серьёзный недостаток: фотоны плохо взаимодействуют друг с другом, а значит, на их основе сложно строить логические элементы для вычислений.
Американские исследователи попытались обойти это ограничение с помощью структуры из сверхтонкого полупроводника, помещённого в специальную нанооптическую полость. Внутри устройства свет начинает взаимодействовать с экситонами — связанными состояниями электронов и так называемых «дыр» в материале. В результате возникают экситон-поляритоны, которые объединяют скорость света и способность к взаимодействию, необходимую для вычислений.
Главный результат работы — сверхэкономичное оптическое переключение. Устройство выполняет операцию при энергии около 4 фемтоджоулей — это настолько мало, что не хватит, чтобы обеспечить даже короткую вспышку обычного светодиода. По словам авторов, это один из лучших показателей для подобных фотонных систем.
Если технологию удастся масштабировать, в будущем она может лечь в основу полностью оптических нейросетей и новых энергоэффективных ИИ-чипов. Это позволит сократить энергопотребление дата-центров и уменьшить нагрузку на системы охлаждения, которые сегодня становятся одной из главных статей расходов в индустрии ИИ.
При этом исследователи подчёркивают: пока речь идёт лишь о лабораторной демонстрации технологии, а не о готовом фотонном компьютере. До практического применения ещё далеко — учёным предстоит доказать, что система может стабильно работать в крупных вычислительных схемах.
18-05-2026 11:25 67
В России создали очень дешевый литограф — он стоит всего 500 тыс. рублей
Но это установка не для промышленного производства печатных плат
18-05-2026 10:10 45
Industry Hunter
только что