Hacker News Digest

Новое исследование демонстрирует, как принципы термодинамики — обычно применяемые к газам или жидкостям — могут управлять светом, позволяя ему самостоятельно находить нужный путь. Вместо традиционных оптических коммутаторов, требующих сложного управления, здесь используется пассивная структура из оптических волноводов, чьи соединения автоматически направляют свет в нужное русло, подобно тому как потоки воды естественным образом сливаются в реки. Это возможно благодаря точному проектированию нелинейных оптических элементов, которые «притягивают» световые импульсы в нужном направлении, словно магнит.

Ключевая идея в том, что система сама настраивается: когда свет проходит через неё, он естественным образом перераспределяется между каналами, стремясь к состоянию с минимальной энергией — то есть к термодинамическому равновесию. Это позволяет достичь почти идеальной передачи данных с минимальными потерями. Исследователи из USC уже продемонстрировали прототип, работающий на скоростях до 320 Гбит/с, что в четыре раза быстрее, чем современные коммерческие аналоги.

Потенциальные применения выходят далеко за рамки лаборатории. Такая технология может лечь в основу оптических компьютеров, где информация передаётся и обрабатывается светом, а не электричеством, что обещает колоссальный рост скорости вычислений. Она также может стать ключом к квантовым сетям, требующим точной маршрутизации одиночных фотонов. И всё это — без единого движущейся части, лишь благодаря силе света и мудрости физики.

• Пользователи сомневаются в том, что физическая реализация описанного в статье устройства действительно может быть построена и будет работать так, как описано, особенно в части механизма маршрутизации света.
• Неясно, как именно устройство будет направлять свет в нужное место и как оно будет справляться с нелинейностью среды.
• Участники обсуждения подчеркивают, что статья не предоставляет достаточно информации, чтобы оценить, действительно ли устройство будет работать как описано, и что оно будет масштабируемо.
• Также поднимается вопрос, будет ли это устройство когда-нибудь конкурентноспособным с электроникой, если учесть, что свет не взаимодействует сам с собой без третьей стороны, а значит любые логические вентили должны быть реализованы с помощью взаимодействия света с веществом.

Аналоговый оптический компьютер для ИИ и комбинаторной оптимизации

Создан фотонный процессор, выполняющий вывод нейросетей и решающий задачи оптимизации за пикосекунды и с энергией <1 нДж на операцию. Устройство использует лазерные импульсы и микрорезонаторы для матричных вычислений и поиска минимума в Ising-модели; точность 97–99 % достигнута на MNIST и Max-Cut. Система масштабируема до 100 000 узлов, не требует АЦП/ЦАП и на 2–3 порядка экономичнее GPU/ASIC.

• Участники спорят: аналогово-оптические компьютеры либо перевернут ИИ, либо очередной «вечный завтрашний день».
• Скептики напоминают, что за десятилетия ни тройные, ни бес-тактовые, ни оптические схемы не победили простоту и масштабируемость цифровой CMOS.
• У новой работы пока нет данных по трансформерам, иерархии памяти и реальным рабочим нагрузкам ИИ; демо лишь 16 микро-светодиодов и 16 фотодетекторов.
• Световые модуляторы на порядки медленнее CPU-тактов, поэтому вопрос: сколько таких чипов понадобится, чтобы догнать один H100?
• Но Moore-уже мёртв, а ИИ-дизайн метаматериалов позволяет быстро искать оптические схемы; исследовать границы технологии всё равно стоит.