ساخت ماده‌ای که سرعت هوش مصنوعی را به نور می‌رساند!

به گزارش تجارت نیوز، فیزیک‌دانان بین‌المللی موفق شدند برای نخستین‌بار یک «کریستال زمانی نوری» پایدار را در طیف امواج مرئی و فرابنفش بسازند.

این دستاورد بی‌سابقه بنیادهای سخت‌افزاری آینده پردازش اطلاعات را دگرگون می‌کند؛ چرا که این کریستال‌های خاص بر خلاف کریستال‌های معمولی (مانند الماس که اتم‌های آن‌ها در «مکان» به‌صورت منظم تکرار شده‌اند)، ساختاری نوسانی دارند که در «زمان» به‌صورت تناوبی تکرار می‌شود.

مهم‌ترین کاربرد عملیاتی این جهش علمی، حل بحران مصرف انرژی و کندی محاسبات هوش مصنوعی است.

تراشه‌های فوتونیک مبتنی بر کریستال زمانی می‌توانند پروسه سنگین ضرب ماتریس‌ها در شبکه‌های عصبی عمیق را به جای الکتریسیته، با «سرعت نور» و «تقویت خودکار سیگنال بدون گرما» انجام دهند.

این رویداد آغاز رسمی کوچ سخت‌افزاری هوش مصنوعی از سیلیکون داغ به فوتونیک کوانتومی است. جزئیات فنی و نحوه کارکرد این ماده شگفت‌انگیز را در ادامه بخوانید.

در فیزیک کلاسیک و فوتونیک سنتی، خواص نوری یک ماده (مانند ضریب شکست) در طول زمان ثابت می‌ماند یا فقط در واکنش به محرک‌های خارجی تغییر می‌کند.

اما کریستال زمانی نوری ماده‌ای است که «شکست تقارن انتقالی زمان» (Time Translation Symmetry Breaking) در آن رخ می‌دهد.

این یعنی ویژگی‌های الکترومغناطیسی ماده با فواصل زمانی کاملاً منظم و ثابت نوسان می‌کنند، حتی زمانی که هیچ انرژی بیرونی جدیدی به آن وارد نشود.

دانشمندان برای ساخت این حالت جدید ماده، از لایه‌های نازک اکسیدهای رسانا و پالس‌های فوق سریع لیزر «فمتوثانیه» استفاده کردند.

این پالس‌ها ضریب شکست ماده را در کسری از فمتوثانیه (یک‌میلیونیم از یک‌میلیاردم ثانیه) تغییر می‌دهند. این نوسان مداوم زمانی باعث می‌شود فوتون‌های نوری عبوری از درون ماده، رفتاری کاملاً متفاوت از خود نشان دهند و موج‌های نوری در طول زمان بازتاب یابند.

کی از چالش‌های اصلی در پردازنده‌های سیلیکونی سنتی، تلفات شدید انرژی به صورت گرما هنگام حرکت الکترون‌هاست.

کریستال زمانی نوری این مشکل را از …