초고속 광자 컴퓨팅 프로세서는 편광을 사용합니다.

초고속 광자 컴퓨팅 프로세서는 편광을 사용합니다.
날짜:
2022년 6월 15일
원천:
옥스퍼드 대학교
요약:
새로운 연구는 병렬 처리를 수행하기 위해 다중 편광 채널을 사용하여 기존 전자 칩에 비해 컴퓨팅 밀도를 몇 배 향상시켰습니다.


새로운 연구는 병렬 처리를 수행하기 위해 다중 편광 채널을 사용하여 기존 전자 칩에 비해 컴퓨팅 밀도를 몇 배 향상시켰습니다.

오늘 사이언스 어드밴스( Science Advances )에 발표된 논문에서 옥스포드 대학의 연구원들은 나노와이어를 사용하여 정보 저장 밀도와 컴퓨팅 성능을 최대화하기 위해 빛의 편광을 사용하는 방법을 개발했습니다.

빛은 이용 가능한 특성이 있습니다. 빛의 다른 파장은 서로 상호 작용하지 않습니다. 광섬유가 병렬 데이터 스트림을 전달하는 데 사용하는 특성입니다. 마찬가지로, 빛의 다른 편광도 서로 상호 작용하지 않습니다. 각 편파는 독립적인 정보 채널로 사용될 수 있어 더 많은 정보를 여러 채널에 저장할 수 있어 정보 밀도가 크게 향상됩니다.

제1저자이자 DPhil 학생인 옥스퍼드 대학교 재료과인 June Sang Lee는 다음과 같이 말했습니다. 그래서 우리의 목표는 조정 가능한 재료와 결합한 포토닉스의 이러한 장점을 최대한 활용하여 더 빠르고 밀도가 높은 정보 처리를 실현하는 것이었습니다.'

연구팀은 엑서터 대학(University of Exeter)의 데이비드 라이트(David Wright) 교수와 공동으로 광학 펄스 조명에 따라 전환 가능한 물질 특성을 나타내는 하이브리드 유리 물질을 사용하여 HAD(hybridized-active-dielectric) 나노와이어를 개발했습니다. 각 나노와이어는 특정 편광 방향에 대한 선택적 응답을 보여주므로 정보는 다른 방향의 다중 편광을 사용하여 동시에 처리될 수 있습니다.

이 개념을 사용하여 연구원들은 빛의 편광을 활용하는 최초의 광자 컴퓨팅 프로세서를 개발했습니다.

포토닉 컴퓨팅은 다중 편광 채널을 통해 수행되므로 기존 전자 칩에 비해 컴퓨팅 밀도가 몇 배나 향상됩니다. 이러한 나노와이어가 나노초 광 펄스에 의해 변조되기 때문에 컴퓨팅 속도가 더 빠릅니다.

1958년 최초의 집적 회로가 발명된 이래로 주어진 크기의 전자 칩에 더 많은 트랜지스터를 포장하는 것은 컴퓨팅 밀도를 최대화하는 수단이 되었습니다. 이른바 '무어의 법칙'입니다. 그러나 인공 지능과 기계 학습이 전문 하드웨어를 필요로 하고 기존 컴퓨팅의 경계를 넓히기 시작하면서 전자 공학의 이 영역에서 지배적인 질문은 '어떻게 더 많은 기능을 단일 트랜지스터에 담을 수 있습니까?'였습니다.

10년 넘게 옥스포드 대학 재료학과 Harish Bhaskaran 교수 연구실의 연구원들은 빛을 계산 수단으로 사용하는 방법을 연구해 왔습니다.

이 연구를 주도한 Bhaskaran 교수는 "이것은 정보 처리를 극적으로 병렬화하기 위한 편광을 포함하여 빛이 제공하는 모든 자유도를 이용하는 미래에 우리가 보고 싶은 것의 시작에 불과합니다. 확실히 초기 단계의 작업이지만 전자, 비선형 재료 및 컴퓨팅을 결합하는 매우 흥미로운 아이디어입니다. 일할 수 있는 흥미로운 잠재 고객이 많으며 항상 일하기 좋은 곳입니다!'