Delapan puluh tahun telah berlalu sejak ENIAC dijalankan. Itu adalah komputer serba guna pertama. Dibangun oleh peneliti Penn J. Presper Weckert dan John Mauchly. Itu berjalan dengan elektron. Itu masih menjadi fondasi laptop Anda saat ini.
Tapi elektron membentur dinding.
Saat model AI menggelembung, perangkat kerasnya mengerang. Elektron membawa muatan. Muatan itu menciptakan gesekan, hambatan, dan panas. Kita membuang-buang energi untuk melawan termodinamika hanya agar serpihan tidak meleleh. Keterbatasannya bersifat fisik, keras, dan langsung.
Bo Zhen, fisikawan di Penn, tidak menunggu penggemar yang lebih baik. Dia sedang melihat cahaya.
Foton. Mereka bergerak cepat. Massa nol. Gratis. Mereka melintasi serat tanpa kehilangan banyak energi. Kecuali mereka buruk dalam berbicara satu sama lain. Foton adalah hantu. Mereka melewati gerbang logika yang dibutuhkan komputer untuk peralihan dan pengambilan keputusan. Li He, salah satu penulis studi baru, mengungkapkannya secara blak-blakan.
“Karena muatannya netral dan massa diamnya nol… netralitas tersebut berarti mereka hampir tidak berinteraksi, sehingga membuat mereka buruk dalam logika peralihan sinyal.”
Jadi, Anda memiliki pengirim pesan tercepat, tetapi tidak berguna untuk matematika. Atau begitulah tampaknya.
Membuat Cahaya Berperilaku Seperti Materi
Tim Zhen menemukan solusinya. Mereka tidak memaksa foton untuk bersosialisasi. Mereka mencangkokkannya ke sesuatu yang lain.
Mereka menciptakan eksiton-polarisasi dalam semikonduktor yang atomnya tipis. Setengah cahaya, setengah elektron. Partikel kuasi. Hasilnya? Anda menjaga kecepatan cahaya. Tapi sekarang sudah berat. Itu berinteraksi. Itu dapat mengalihkan sinyal. Itu bisa menghitung.
Kebanyakan chip fotonik saat ini curang. Mereka menggunakan cahaya untuk jangka panjang, bagian transfer data. Namun saat mereka mencapai langkah nonlinier, seperti fungsi aktivasi di jaringan saraf, mereka mengubah sinyal kembali menjadi listrik. Mengubah. Menghitung. Konversi lagi.
Bolak-balik itu lambat. Itu memakan kekuatan. Ini meniadakan manfaatnya.
Demo Zhen melewatkan perantara. Peralihan semua cahaya. Biaya energi? Empat kuadriliun joule. Praktisnya bukan apa-apa. Lebih sedikit energi dibandingkan berkedip LED kecil.
Tidak Ada Lagi Konversi
Jika hal ini berskala besar, maka dampaknya akan berantakan namun menjanjikan. Chip AI masa depan dapat memakan data langsung dari sensor kamera. Tidak diperlukan terjemahan listrik. Nyalakan, nyalakan, hasil siap.
Ini mengurangi tagihan energi untuk sistem AI yang besar. Mungkin. Jika kita bisa membangunnya dalam skala besar. Ada juga rumor tentang mendukung fungsi komputasi kuantum. Tentu saja di hari-hari awal.
Siapa sebenarnya yang mendapatkan chip terlebih dahulu? Laboratorium. Selalu laboratorium.
Makalah yang berjudul “Strongly Nonlinear Nanocavity…,” muncul di Physical Review Letters pada bulan April lalu. Zhen memegang jabatan Profesor Jin K. Lee. Dia dulu bekerja dengan He, sekarang menjadi asisten profesor di Montana State. Zhi Wang dan Bumho Kim juga membantu.
Uang berasal dari Kantor Angkatan Laut dan Sloan Foundation. Pekerjaan itu ada sekarang. Kendala teknis juga terjadi.
Kita mungkin akan segera kehabisan tenaga. Atau kita mungkin akan kehabisan tenaga lebih cepat saat mencoba memaksa elektron untuk mengimbanginya. Apa pun yang terjadi, arusnya sedang berubah.
