Военные США заплатят за разработку фотонных чипов для ИИ — для этого придётся в чём-то обмануть физику

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) объявило запуск программы PICASSO, целью которой обозначено преодоление фундаментальных физических ограничений фотонных вычислительных архитектур. Фотоника продолжает оставаться в зачаточном состоянии, что не даёт воспользоваться всеми её преимуществами — низкими задержками и предельно малым потреблением энергии. Пришло время ей поднять голову, а физике — уступить.

Основные проблемы современных фотонных систем — это неизбежное затухание оптического сигнала, невозможность усиления полезного сигнала без одновременного усиления шума, а также паразитные интерференции, рассеяние, отражения, резонансные явления и нестабильность характеристик при массовом производстве, а также уход параметров за рамки заявленных под воздействием температуры и других внешних факторов.

Всё перечисленное выше привело к тому, что современные фотонные чипы способны выполнять лишь простые линейные операции на небольшую глубину вычислений, а для более сложных расчётов приходится постоянно преобразовывать световой сигнал в электрический и обратно — что сводит на нет преимущества фотонных архитектур. По крайней мере, в гибридной реализации.

В этой связи DARPA приглашает разработчиков и компании создать фотонные архитектуры на уровне схемотехнических решений, которые смогут обойти существующие физические ограничения, используя при этом уже производимые фотонные компоненты (без создания новых материалов или устройств). Цель — добиться предсказуемой работы больших фотонных схем, чтобы раскрыть их потенциал для задач ИИ и других приложений, где требуются интенсивные вычисления.

Программа PICASSO (Photonic Integrated Circuit Architectures for Scalable System Objectives) разделена на два этапа по 18 месяцев каждый, общий бюджет составляет около $35 млн, а заявки принимаются до 6 марта 2026 года. На первом этапе требуется доказать осуществимость поставленных задач, а на втором — создать функциональные решения. В DARPA считают, что в своё время схемотехники смогли на базовом уровне создать надёжные и устойчивые электронные архитектуры, так почему бы это не повторить для фотонных цепей?