加州理工学院的研究人员近日取得了一项突破性进展，他们成功研发出一款全光学计算机，其时钟速度超过了100 GHz。这一创新技术预示着实时数据处理行业或将迎来翻天覆地的变化，引领超快计算的新纪元。
长久以来，尽管电子计算机的性能在摩尔定律的推动下持续指数级增长，且并行系统架构日益增多，但计算机的时钟频率却始终徘徊在5 GHz左右，近20年来未见显著提升。然而，这一僵局如今已被加州理工学院的研究团队打破。
研究团队通过提出并实验演示了一种基于端到端和全光学递归神经网络的计算方法，该方法充分利用了线性和非线性光学操作的超快特性，同时摒弃了电子操作。这款全光计算机能够在光域内以超过100 GHz的时钟速率执行线性运算、非线性函数以及存储操作，实现了前所未有的速度与效率。
该全光计算机的核心在于递归神经网络的光学实现。它完全在光域内运行，借助激光脉冲来处理数据。其中，光学腔作为关键组件，既充当存储器又承担计算层的角色。在这里，光信号以惊人的速度（由激光脉冲频率决定）进行再循环和操纵，从而实现了高速数据处理。
全光计算机的这种架构使其在执行信号分类、时间序列预测和图像生成等任务时展现出无与伦比的速度和效率。相较于传统设计，光学方法成功消除了数据传输和功率密度方面的瓶颈，为超快计算提供了全新的可能。
光学腔作为存储器和计算层的双重角色，进一步提升了全光计算机的性能。光信号在光学腔内的快速再循环和操纵，使得数据处理速度得以大幅提升。这一创新不仅突破了传统电子计算机的局限，更为实时数据处理领域带来了革命性的变化。
然而，尽管全光计算机在性能上取得了显著突破，但其目前仍面临集成和规模化生产的挑战。研究团队正致力于将这项技术整合到使用先进材料（如薄膜锂酸盐）的紧凑、可扩展系统中。尽管将100 GHz全光学计算机应用于消费者领域尚需时日，但这一创新无疑为超快计算的发展开辟了广阔的前景。
加州理工学院的这一研究成果不仅为实时数据处理行业带来了希望，更为全球科技界注入了新的活力。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，全光计算机有望在未来成为推动社会进步的重要力量。
