1940-იანი წლების შემდეგ, კომპიუტერული ტექნოლოგიების საფუძველი ელექტრონები იყო. თუმცა, ხელოვნური ინტელექტის (AI) განვითარებამ არსებული ტექნიკური რესურსების ზღვარი გამოაჩინა. პენსილვანიის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ეს პრობლემა სინათლის ნაწილაკების, ფოტონების გამოყენებით გადაჭრეს.

რატომ არის ელექტრონები შეზღუდული?

ტრადიციული ჩიპები ელექტრონების ნაკადზეა დამოკიდებული, რომლებიც გადაადგილებისას სითბოს გამოყოფენ და ენერგიის დიდ ნაწილს კარგავენ. რაც უფრო რთული ხდება ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმები, მით უფრო მეტ ენერგიას მოითხოვს მათი დამუშავება, რაც სისტემებს აფერხებს.

ფიზიკოს ბო ჟენის გუნდმა ყურადღება ფოტონებზე გაამახვილა. ფოტონები უმასოა და ელექტრული მუხტი არ გააჩნია, რაც მათ ინფორმაციის სწრაფად გადაცემის საშუალებას აძლევს. თუმცა, მათ ერთი სერიოზული ნაკლი აქვთ — ისინი გარემოსთან სუსტად ურთიერთქმედებენ, რაც კომპიუტერული ლოგიკისთვის აუცილებელ „გადამრთველ“ ოპერაციებს ართულებს.

გარღვევა: ექსიტონ-პოლარიტონები

მკვლევრებმა შექმნეს სპეციალური კვაზინაწილაკი — ექსიტონ-პოლარიტონი. ის წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ფოტონები მჭიდროდ უკავშირდება ელექტრონებს ატომურად თხელ ნახევარგამტარულ მასალაში. ეს ჰიბრიდული მიდგომა სინათლეს საშუალებას აძლევს, შეასრულოს ისეთი რთული გამოთვლითი ოპერაციები, რაც აქამდე მხოლოდ ელექტრონული კომპონენტებით იყო შესაძლებელი.

ეს აღმოჩენა კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ხელოვნური ინტელექტისთვის. დღევანდელ ფოტონურ ჩიპებს ხშირად უწევთ სინათლის სიგნალების უკან, ელექტრონულ ფორმატში გარდაქმნა, რაც პროცესს ანელებს და ენერგიას ხარჯავს. ახალი ტექნოლოგია ამ ეტაპს სრულად გამორიცხავს.

რეკორდულად დაბალი ენერგოდანახარჯი

ექსპერიმენტის ფარგლებში, მკვლევრებმა სრულიად ოპტიკური გადართვის პროცესი განახორციელეს. მათ მხოლოდ 4 კვადრილიონედი ჯოული ენერგია დასჭირდათ — ეს რაოდენობა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ყველაზე პატარა LED ნათურის ასანთებად საჭირო ენერგია.

თუ ტექნოლოგია მასშტაბური გახდება, მომავლის AI ჩიპები ინფორმაციას პირდაპირ კამერებიდან მიიღებენ, გარდაქმნების გარეშე. ეს არა მხოლოდ დააჩქარებს AI სისტემებს, არამედ მკვეთრად შეამცირებს მათ ენერგოეფექტურობის მოთხოვნებს, რაც გლობალური ტექნოლოგიური ბაზრისთვის უდიდესი წინგადადგმული ნაბიჯია.