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Fully multiplexed photonic tensor computing

यह शोध पत्र FieldCore को प्रस्तुत करता है, जो एक पूर्णतः मल्टीप्लेक्स फोटोनिक टेंसर कोर है जो एआई (AI) इन्फरेंस और उच्च-आयामी डेटा प्रोसेसिंग के लिए व्यापक रूप से समानांतर, उच्च-थ्रूपुट टेंसर गणनाओं को प्राप्त करने हेतु तरंगदैर्ध्य (wavelength), रेडियो-फ्रीक्वेंसी, गाइडेड-मोड, समय और स्थान आयामों का लाभ उठाता है।

मूल लेखक: Aolong Sun, Junhao Zhao, Fangchen Hu, Sizhe Xing, Yuqin Yuan, Jialin He, Yongzhu Hu, Xuyu Deng, Yinjun Liu, Ouhan Huang, Baiheng Zhao, Hancheng Liu, Tian Dong, Jingkai Zhou, Haoyang Sun, Liang Chen, C
प्रकाशित 2026-04-27
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CC BY 4.0

मूल लेखक: Aolong Sun, Junhao Zhao, Fangchen Hu, Sizhe Xing, Yuqin Yuan, Jialin He, Yongzhu Hu, Xuyu Deng, Yinjun Liu, Ouhan Huang, Baiheng Zhao, Hancheng Liu, Tian Dong, Jingkai Zhou, Haoyang Sun, Liang Chen, Chao Shen, Feng Bao, Ziwei Li, Jianyang Shi, Wei Chu, Bowei Dong, Nan Chi, Junwen Zhang

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

प्रकाश का "सुपर-हाइवे": FieldCore की व्याख्या

कल्पना कीजिए कि आप एक देश के पार भारी मात्रा में डाक भेजने की कोशिश कर रहे हैं।

पुराना तरीका (इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग):
वर्तमान कंप्यूटर हजारों छोटी डिलीवरी वैन के बेड़े की तरह हैं। प्रत्येक वैन एक बार में केवल कुछ ही बॉक्स ले जा सकती है। अधिक डाक भेजने के लिए, आपको अधिक सड़कें बनानी होंगी, अधिक वैन खरीदनी होंगी और अधिक ड्राइवर रखने होंगे। अंततः, सड़कें जाम हो जाती हैं, ड्राइवर थक जाते हैं, और उन सभी वैन को प्रबंधित करने की लागत डाक की लागत से भी अधिक महंगी हो जाती है। यह वह "बॉटलनेक" (अवरोध) है जिससे आधुनिक AI (जैसे ChatGPT) जूझ रहा है।

FieldCore का तरीका (फोटोनिक कंप्यूटिंग):
शोधकर्ताओं ने कुछ पूरी तरह से अलग बनाया है। सड़कों पर वैन भेजने के बजाय, कल्पना कीजिए कि यह प्रकाश से बना एक एकल, विशाल, बहु-स्तरीय सुपर-हाइवे है।

एक बार में एक बॉक्स भेजने के बजाय, वे हर संभव तकनीक का उपयोग करके एक साथ "सूचना" भेज रहे हैं। इसे ही वे "फुली मल्टीप्लेक्सड" (Fully Multiplexed) कंप्यूटिंग कहते हैं।

"सुपर-हाइवे" के पांच आयाम

यह समझने के लिए कि वे प्रकाश की एक किरण में इतना सारा डेटा कैसे पैक करते हैं, कल्पना कीजिए कि इस हाइवे का एक एकल "लेन" केवल डामर की एक पट्टी नहीं है। यह वास्तव में एक जादुई, बहु-आयामी स्थान है:

  1. समय (स्पीडोमीटर): एक सेकंड में एक पत्र भेजने के बजाय, वे अविश्वसनीय गति से एक के बाद एक पत्रों की एक तीव्र धारा भेजते हैं (जैसे डेटा की मशीन गन)।
  2. तरंग दैर्ध्य/वेवलेंथ (रंग): कल्पना कीजिए कि हाइवे केवल एक लेन नहीं है, बल्कि एक इंद्रधनुष है। आप लाल कार, नीली कार और हरी कार को एक ही स्थान से एक ही समय में बिना एक-दूसरे को छुए भेज सकते हैं। प्रत्येक रंग अपना अलग पैकेज ले जाता है।
  3. RF सबकैरियर्स (रेडियो स्टेशन): कल्पना कीजिए कि प्रत्येक रंग की कार के अंदर अपना स्वयं का रेडियो स्टेशन बज रहा है। आप प्रकाश की "ध्वनि" में विभिन्न संदेशों को एनकोड कर सकते हैं। भले ही कारें एक साथ चल रही हों, संदेश अलग रहते हैं।
  4. गाइडेड मोड्स (मल्टी-लेवल ओवरपास): यह असली जादू है। कल्पना कीजिए कि सड़क स्वयं अलग-अलग "परतों" में विभाजित हो सकती है—जैसे एक ही छोटे ट्यूब के भीतर ऊपरी डेक और निचला डेक। प्रकाश एक ही समय में विभिन्न "आकारों" (मोड्स) में यात्रा कर सकता है।
  5. स्थान (मल्टी-लेन विस्तार): अंत में, वे कई भौतिक पथों (पोर्ट्स) का उपयोग करते हैं ताकि अंत में सब कुछ सही ढंग से जुड़ सके।

जब आप इन सभी को एक साथ गुणा करते हैं (रंग ×\times रेडियो स्टेशन ×\times परतें ×\times गति), तो आपको केवल एक तेज़ हाइवे ही नहीं मिलता; बल्कि आपको क्षमता का एक गणितीय विस्फोट मिलता है।

"मास्टर शेफ" (इनवर्स-डिजाइन चिप)

इस तरह के जटिल हाइवे के साथ सबसे बड़ी समस्या यह है कि यदि लेन थोड़ी सी भी टेढ़ी हो जाए या रंग आपस में मिल जाएं, तो एक बड़ा हादसा हो सकता है।

पारंपरिक इंजीनियरिंग में, हम मानक आकारों (वर्ग, वृत्त) का उपयोग करके चीजें बनाते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं ने "इनवर्स डिजाइन" का उपयोग किया। इसे एक मास्टर शेफ के रूप में सोचें जो केवल एक रेसिपी का पालन नहीं करता, बल्कि एक नए, अजीब आकार के मसाले को डिजाइन करने के लिए सुपरकंप्यूटर का उपयोग करता है जो एक ही समय में हर एक स्वाद को पूरी तरह से संतुलित करता है।

उन्होंने सिलिकॉन चिप पर छोटे, जटिल "डिजिटल मेटा-मटेरियल" संरचनाएं डिजाइन कीं। ये संरचनाएं सटीक ट्रैफिक नियंत्रकों के रूप में कार्य करती हैं, यह सुनिश्चित करती हैं कि "लाल कार" लाल ही रहे और "ऊपरी डेक" "निचले डेक" से अलग रहे, भले ही वे सभी एक साथ पैक हों।

यह क्यों मायने रखता है? (वास्तविक दुनिया की जीत)

क्योंकि यह चिप एक साथ बहुत सारा "बहु-आयामी" डेटा प्रोसेस कर सकती है, इसलिए यह उन कार्यों में उत्कृष्ट है जो स्वाभाविक रूप से सूचना से "घने" होते हैं:

  • हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग (सुपर-आंख): उपग्रह केवल "हरा" या "भूरा" नहीं देखते; वे एक स्वस्थ जंगल और मरते हुए जंगल के बीच अंतर करने के लिए प्रकाश के सैकड़ों अलग-अलग रंगों को देखते हैं। FieldCore उन सभी "रंगों" के डेटा को तुरंत प्रोसेस कर सकता है।
  • मैकेनिकल डायग्नोसिस (डॉक्टर): कल्पना कीजिए कि एक फैक्ट्री में 200 मशीनें कंपन कर रही हैं। एक सामान्य कंप्यूटर को उन्हें एक-एक करके सुनना होगा। FieldCore एक पल में सभी 200 मशीनों को एक साथ "सुन" सकता है, और एक खराब बेयरिंग की पहचान कर सकता है।

निष्कर्ष

FieldCore एक एकल-लेन कच्ची सड़क से बहु-आयामी, इंद्रधनुषी, बहु-स्तरीय, उच्च गति वाले प्रकाश-टनल की ओर बढ़ने जैसा है। यह हमें बिजली से चलने वाली इलेक्ट्रॉनिक वैन के एक गोदाम की आवश्यकता के बिना, अगली पीढ़ी के AI के लिए आवश्यक विशाल गणित को करने की अनुमति देता है।

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