HPE создала 1000-элементный фотонный микропроцессор

Компания HPE представила устройство, комбинирующее традиционные электронные цепи с фотоникой, и являющееся крупнейшим и наиболее сложным оптическим микропроцессором на сегодняшний день. Оно разработано в Hewlett Packard Labs в Пало-Альто (штат Калифорния) и содержит 1052 электрических компонента.

Теоретический базис для функционирования процессора предоставляет модель Изинга, описывающая цепочки атомов с квантованным магнитным моментом, принимающими только одно из двух возможных значений.

Одна из проблем при построении таких машин, это их высокая чувствительность в движениям и вибрациям, вносящим помехи в вычисления. Она делает масштабирование «изинговых компьютеров» дорогостоящим и непрактичным.

По информации IEEE Spectrum, HPE разработала подход, обеспечивающий повышенную устойчивость к возмущениям: «Четыре области на чипе, называемые узлами, поддерживают четыре спина ИК-света. После того, как свет покидает каждый узел, он расщепляется и комбинируется внутри интерферометра со светом из всех других узлов».

Электрические нагреватели, встроенные в интерферометр, используются, чтобы изменять коэффициент преломления и физический размер близлежащих компонентов. Таким образом выполняется настройка оптического пути каждого светового луча и его фазы по отношению к другим лучам.

Задача, требующая решения, кодируется с помощью температуры нагревателя, которая задаёт относительные веса каждого из спинов при комбинировании двух лучей.

Результаты всех взаимодействий конденсируются и снова направляются в узлы, где структуры под названием «микрокольцевые резонаторы» очищают свет так, что он вновь в каждом узле имеет одну из двух фаз.

Описанная циркуляция света между узлами и интерферометром, переключающая спины между противоположными фазами, продолжается до тех пор, пока система не приходит в равновесие к единственному ответу.

Как утверждает Питер Макмахон (Peter McMahon), работающий в Стэнфордском университете над сходным проектом оптического компьютера, интеграция фотонных компонентов в чип с вырезанными в кремнии оптическими трактами позволяет преодолеть проблему внешних вибраций и температурных скачков.