ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के क्षेत्र में अभी-अभी एक अभूतपूर्व मील का पत्थर हासिल किया गया है। चीनी विज्ञान अकादमी के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड फाइन मैकेनिक्स (SIOM) के शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक दुनिया की पहली अल्ट्रा-पैरेलल ऑप्टिकल कंप्यूटिंग एकीकृत चिप विकसित की है, जिसका नाम “उल्का एक।” पहली बार, वैज्ञानिकों ने ऑन-चिप फोटोनिक कंप्यूटिंग में 100 गुना से अधिक समानांतरता हासिल की है, जिससे गणनात्मक प्रदर्शन में एक नया वैश्विक मानदंड स्थापित हुआ है।.

यह अभूतपूर्व चिप सैद्धांतिक चरम प्रदर्शन का प्रदर्शन करती है। २,५६० टॉप्स 50 GHz की ऑप्टिकल क्लॉक आवृत्ति पर—जो NVIDIA की कुछ सबसे उन्नत GPU चिप्स के बराबर है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह फोटोनिक्स के अंतर्निहित लाभों—अत्यधिक बैंडविड्थ, विशाल समानांतरता, और कम विलंबता—का लाभ उठाकर कंप्यूटिंग शक्ति को बढ़ाने के लिए एक नया तकनीकी मार्ग प्रदान करता है।.

परियोजना का नेतृत्व करने वाले डॉ. पेंग शी ने समझाया डीपटेक:

“हमने एक फोटोनिक चिप पर सीधे 100 से अधिक तरंगदैर्घ्यों में बहु-प्रकाशित सूचना संवाद और गणना हासिल की। यह उच्च-घनत्व, ऑन-चिप समानांतर प्रसंस्करण की व्यवहार्यता को दर्शाता है और ऑप्टिकल कंप्यूटिंग क्षमता को बढ़ाने के लिए एक नया मार्ग खोलता है।”

इलेक्ट्रॉनिक चिप्स की सीमाओं से परे जाना

दशकों से, मूर का नियम कंप्यूटिंग में प्रगति को बढ़ावा देता रहा है, लेकिन सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स अपनी भौतिक सीमाओं के करीब पहुंच रहे हैं। ऊष्मा अपव्यय, क्वांटम प्रभाव और बिजली खपत में भारी वृद्धि जैसी समस्याएं, विशेष रूप से कृत्रिम बुद्धिमत्ता कार्यभारों के घातीय विकास का समर्थन करने में, बड़ी बाधाएं बनती जा रही हैं।.

फोटोनिक्स एक आकर्षक विकल्प प्रदान करता है। इलेक्ट्रॉनों के विपरीत, बोसोन के रूप में फोटॉन प्रकाश की गति से यात्रा कर सकते हैं, एक साथ विशाल मात्रा में जानकारी ले जा सकते हैं, और बहुत कम विलंबता और बिजली खपत के साथ काम करते हैं। तरंगदैर्घ्य-विभाजन बहुविधकरण के माध्यम से समांतरता का विस्तार करके, Meteor One चिप एक गणनात्मक थ्रूपुट में दस गुना वृद्धि, जो इस बात का संकेत है कि भविष्य में उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग को साकार करने के तरीके में एक मौलिक बदलाव आ रहा है।.

अल्ट्रा-पैरेलल ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के लिए एक नई वास्तुकला

शोध दल ने एक अभिनव बहु-तरंगदैर्ध्य फोटोनिक कंप्यूटिंग आर्किटेक्चर डिजाइन करके लंबे समय से चली आ रही “पैरेललिज़्म बोतलनेक” को दूर किया। उन्होंने कई महत्वपूर्ण उपप्रणालियों को एकीकृत किया—जिसमें स्व-विकसित सोलिटॉन माइक्रोकॉम्ब ऑप्टिकल स्रोत (>80 nm स्पेक्ट्रम, >200 चैनल), पुनः विन्यास योग्य ब्रॉडबैंड ऑप्टिकल कंप्यूटिंग चिप्स, और 256 से अधिक स्केलेबल चैनलों वाली उच्च-सटीकता ऑप्टिकल मैट्रिक्स ड्राइवर ऐरे शामिल हैं।.

इस सिस्टम-स्तरीय एकीकरण ने दुनिया के पहले प्रोटोटाइप प्रदर्शन को सक्षम किया। 100-चैनल तरंगदैर्घ्य-विभाजन बहुविधित फोटोनिक अंतःक्रिया और गणना. पारंपरिक एकल-तरंगदैर्ध्य ऑप्टिकल कंप्यूटिंग की तुलना में, यह दृष्टिकोण समान चिप आवृत्ति और मैट्रिक्स आकार पर दो ऑर्डर ऑफ़ मैग्निट्यूड अधिक थ्रूपुट प्राप्त करता है।.

डॉ. ज़िलिन हान ने एक उपमा के साथ इस अवधारणा को समझाया:

“यह एकल-लेन राजमार्ग को एक ऐसे सुपरहाइवे में उन्नत करने जैसा है जो एक साथ सौ वाहनों को समानांतर रूप से ले जा सके, जिससे सड़क की लंबाई बदले बिना यातायात प्रवाह में भारी वृद्धि हो।”

एआई, डेटा सेंटरों और उससे परे में परिवर्तनकारी अनुप्रयोग

इस महत्वपूर्ण प्रगति के प्रभाव दूरगामी हैं। अल्ट्रा-पैरेलल फोटोनिक कंप्यूटिंग उन कार्यभारों को नाटकीय रूप से तेज कर सकती है जो बड़े पैमाने पर मैट्रिक्स गुणांकों पर निर्भर करते हैं—जैसे डीप न्यूरल नेटवर्क, एम्बेडेड इंटेलिजेंस, भौतिक सिमुलेशन और रीयल-टाइम इमेज प्रोसेसिंग।.

इसकी अल्ट्रा-लो लेटेंसी इसे कम डेटा वॉल्यूम वाले समय-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए भी आदर्श बनाती है, जिनमें संचार स्विचिंग, एज एआई, और स्वायत्त ड्रोन समन्वय शामिल हैं। जैसे-जैसे मांग के लिए ऊर्जा-कुशल, उच्च-प्रवाह कंप्यूटिंग तेजी से बढ़ते रहने पर, मेटियोर वन जैसी फोटोनिक चिप्स अगली पीढ़ी के डेटा सेंटरों और एआई बुनियादी ढांचे के लिए अपरिहार्य बन सकती हैं।.

ऑप्टिकल कंप्यूटिंग की “तीन दीवारों” को पार करना

फोटोनिक कंप्यूटिंग की पूरी क्षमता को अनलॉक करने के लिए, शोधकर्ताओं को तीन महत्वपूर्ण बाधाओं को पार करना होगा:

1. मैट्रिक्स स्केल वॉल – कम्प्यूटेशनल घनत्व को बढ़ाने के लिए फोटोनिक चिप्स के मैट्रिक्स आयामों का विस्तार।.
2. अप्टिकल आवृत्ति दीवार – डिवाइस के प्रदर्शन को बनाए रखते हुए उच्च क्लॉक आवृत्तियों तक पहुंचना।.
3. समांतरता की दीवार – थ्रूपुट को अधिकतम करने के लिए बहु-आयामी मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग।.

जबकि TSMC और Caltech जैसे वैश्विक खिलाड़ियों ने क्रमशः चिप मैट्रिक्स आकार (512×512) और ऑप्टिकल आवृत्ति (>100 GHz) में महत्वपूर्ण प्रगति की है, SIOM टीम का नवाचार इसमें निहित है समांतरता की बाधा को हल करना।.यह निकट-अवधि प्रदर्शन स्केलिंग के लिए सबसे व्यावहारिक मार्ग का प्रतिनिधित्व करता है, जो संभावित रूप से ऑप्टिकल कंप्यूटिंग शक्ति को द्वारा आगे कूदने में सक्षम बनाता है। 2–3 आदेशों की मात्रा.

एक युवा, प्रेरित टीम अग्रिम क्षेत्र का नेतृत्व कर रही है।

यह उपलब्धि SIOM के श्रेय जाती है। फोटोनिक्स और ऑप्टिकल कंप्यूटिंग समूह, जिसका नेतृत्व डॉ. पेंग शी कर रहे हैं, जिन्होंने चीन लौटने से पहले एमआईटी, ऑक्सफ़ोर्ड और नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी में शोध किया था। औसतन केवल 28 वर्ष की आयु वाली यह टीम ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स, गणित और एआई में विशेषज्ञता को एकत्रित कर तीव्र नवाचार को आगे बढ़ाती है।.

विशेष रूप से, सिस्टम के प्रत्येक मुख्य घटक—प्रकाश स्रोत, इंटरैक्शन चिप्स, कंप्यूटिंग चिप्स, ड्राइवर बोर्ड और एल्गोरिदम—को इन-हाउस विकसित किया गया था। यह अंत-से-अंत स्वायत्तता न केवल पूर्ण तकनीकी नियंत्रणीयता सुनिश्चित करती है बल्कि यह भी उजागर करती है सीएएस के समन्वित अनुसंधान मॉडल की संगठनात्मक ताकत।.

आगे की ओर: फोटोनिक सुपरकंप्यूटिंग के एक नए युग की ओर

मेटेओर वन प्रोटोटाइप एक पूर्ण फोटोनिक कंप्यूटिंग इकोसिस्टम बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण पहला कदम है। टीम अब मैट्रिक्स के आकार, आवृत्ति और समानांतरता को लगातार बढ़ाकर फोटोनिक लाभों को वास्तविक दुनिया में कंप्यूटेशनल लाभों में बदलने पर केंद्रित है।.

दीर्घकाल में, शोधकर्ताओं का लक्ष्य ऑप्टिकल कंप्यूटिंग को न्यूरल नेटवर्क आर्किटेक्चर के साथ एकीकृत करना है, जिससे का मार्ग प्रशस्त होगा। फोटोनिक सुपरकंप्यूटर एआई, बिग डेटा और जटिल वैज्ञानिक सिमुलेशन को अभूतपूर्व दक्षता से संभालने में सक्षम। सैद्धांतिक क्षमता से अधिक ५,००० लोग (1,000 शीर्ष-स्तरीय जीपीयू की संयुक्त शक्ति के बराबर), फोटोनिक कंप्यूटिंग जल्द ही पोस्ट-मूर के नियम युग में इलेक्ट्रॉनिक चिप्स के लिए एक विघटनकारी विकल्प के रूप में उभर सकती है।.

जैसे-जैसे कंप्यूटिंग की वैश्विक मांग आसमान छू रही है, मेटियोर वन का पदार्पण न केवल एक तकनीकी क्रांति का संकेत है, बल्कि एक नए प्रतिमान का उदय भी है—एक भविष्य जहाँ इलेक्ट्रॉनों के बजाय प्रकाश ही बुद्धिमत्ता का इंजन बन जाता है।.