Koniec extrémnej spotreby AI? Nový svetelný čip spotrebúva minimum energie a prepisuje zákony fyziky
Súčasné čipy pre umelú inteligenciu narážajú na svoje fyzikálne a energetické limity. Obrovské dátové centrá spotrebúvajú gigawatty elektriny a generujú masívne množstvo tepla, čo predstavuje veľkú ekologickú aj technologickú záťaž pre celú planétu.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneRiešenie tohto kritického problému by však mohlo spočívať v prechode z elektriny na svetlo. Ako informoval technologický portál Tech Xplore, vedci urobili zásadný krok vpred vývojom nového ultra-úsporného optického prepínača.
Tento prelomový objav, ktorý bol publikovaný v prestížnom vedeckom časopise Physical Review Letters, otvára dvere k takzvanému optickému computingu. Ide o koncept, kde informácie namiesto elektrónov prenášajú a spracovávajú fotóny, čo odstraňuje odpor aj nežiaduce zahrievanie.
Fyzikálny oriešok: Prečo svetlo doteraz nekomunikovalo?
Za výskumom stoja experti z Pensylvánskej univerzity a Montana State University. Tí dokázali vyriešiť zásadný fyzikálny problém: fotóny, teda základné častice svetla, navzájom bežne vôbec neinteragujú. Na rozdiel od nabitých elektrónov sa svetelné lúče len pretnú a pokračujú ďalej bez zmeny.
Aby bolo možné vytvoriť svetelné tranzistory a logické brány, vedci museli nájsť spôsob, ako donútiť fotóny spolupracovať. Tím preto využil pokročilé dvojrozmerné (2D) materiály, konkrétne jednu atomárnu vrstvu diselenidu molybdénového (MoSe₂).
Tento polovodičový materiál vykazuje unikátne vlastnosti, ktoré vedci skombinovali s takzvanou fotonickou kryštálovou nanodutinou. Spojením svetla a hmoty v tejto extrémne tenkej vrstve vznikli hybridné kvázičastice nazývané excitón-polaritóny.
Polovičné svetlo, polovičná hmota
„Tieto častice sú napoly svetlo a napoly hmota,“ vysvetľuje Li He, docent z Montana State University a hlavný autor štúdie. Vďaka tomu, že polaritóny majú vlastnosti fotónov, dokážu sa šíriť obrovskou rýchlosťou svetla a prenášať informácie takmer okamžite.
Zároveň si však zachovávajú vlastnosti hmoty (excitónov), čo im umožňuje navzájom efektívne interagovať aj pri minimálnom energetickom vstupe. Kľúčom k úspechu bolo stlačenie týchto hybridných častíc do miniatúrneho priestoru nanodutiny.
Táto dutina funguje ako dokonale presná pasca na svetlo na nanoúrovni. Tento proces dramaticky zosilnil interakciu medzi časticami a umožnil prepínanie pri rekordne nízkej energii, ktorú si doteraz vedci nevedeli predstaviť.
Zariadenie tak efektívne kombinuje rýchlosť svetla s citlivosťou hmoty. Výsledkom je funkčný prepínač s minimálnymi stratami.
Rekordne nízka spotreba a masová výroba
Výskumníkom sa podarilo dosiahnuť prah prepínania na úrovni neuveriteľných 4 femtojoulov (fJ). Pre lepšiu predstavu, ide o zlomok energie, ktorú spotrebúvajú dnešné najmodernejšie kremíkové tranzistory pri vysokých frekvenciách v moderných dátových centrách.
Čo je však najdôležitejšie pre praktické nasadenie, celá táto platforma je navrhnutá s ohľadom na masovú produkciu. Použité materiály a štruktúry sa dajú vyrábať bežnymi litografickými metódami, aké sa dnes používajú v továrňach na polovodiče.
To otvára cestu k integrácii tisícov takýchto optických komponentov na jeden optický čip. Nová technológia by mohla nájsť uplatnenie priamo v hardvéri pre umelú inteligenciu, neurómorfné systémy a škálovateľné kvantové počítače.
V ďalšom kroku sa vedecký tím plánuje zamerať na optimalizáciu týchto nanostruktúr, aby dosiahli takzvaný kvantový režim. V ňom by bol jeden jediný fotón schopný ovládať a prepínať stav iného fotónu, čo by znamenalo absolútny vrchol efektivity.
Pohľad redakcie: Prečo na tom záleží Slovensku a Európe?
Európska únia kladie prostredníctvom nového zákona o umelej inteligencii (EU AI Act) veľký dôraz na transparentnosť a ekologický dopad AI modelov. Prevádzka obrovských neurónových sietí ako ChatGPT či Gemini spotrebúva čoraz viac energie, čo vyvoláva obavy o udržateľnosť.
Prechod na optické čipy by mohol tento ekologický problém kompletne vyriešiť. Fotonické čipy by mohli radikálne zmeniť pravidlá hry na globálnom trhu.
Ak by slovenské firmy a výskumné inštitúcie získali prístup k takto efektívnemu hardvéru, vývoj a nasadenie vlastných AI riešení by už neboli brzdené extrémnymi účtami za elektrickú energiu. Technológia by sa tak stala oveľa demokratickejšou.
Čítajte viac z kategórie: Umelá inteligencia / AI
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Najväčšie obavy sa napĺňajú, Anthropic upozorňuje na klonujúcu sa AI mimo dátových centier

Dôchodky Slovákov môžu naraziť na veľký problém. AI ľudí nahrádza, odvody však neplatí

Zákazy obišla, akoby nič. Umelá inteligencia si spravila falošný prehliadač a pokúsila sa o niečo desivé

Slováci vytvorili AI videoklip a uspeli s ním až Hollywoode. Stačilo im na to len 300 dolárov

Astronómovia pustili AI k riadeniu teleskopu. Svojím prvým rozhodnutím ich poriadne prekvapila
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Mihál upozorňuje: Od decembra môžu Slováci získať až 21,70 eura denne, nárok sa týka aj SZČO

Čakajú ťa 2 obálky a 4 až 6 lístkov: Pozor na chyby, takto sa volí v komunálnych voľbách 2026 (NÁVOD)

Lasica Banášovi: „Mne sa vyhrážať nebudeš.“ Hana Lasicová zverejnila staré listy, rodina zvažuje právne kroky

Najbohatšia Češka si prilepšila o stovky miliónov eur. Jej skupina zvýšila zisk o 157 %

Slovenská speváčka zažiarila u Jimmyho Fallona. Adéline hity majú stovky miliónov prehratí na Spotify
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Netflix práve pridal novú sériu svetového hitu. Všetky časti sú online aj s dabingom
- Definitívny obrat? Známy ropný gigant na svojich čerpačkách prestáva predávať benzín a naftu
- Elektromobil od Volkswagenu za 11-tisíc eur je realitou. Má brutálnu AI výbavu a dojazd 465 km
- Európania podľahli novému elektromobilu. Objednalo si ho už 50 000 ľudí, výroba nestíha
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Elektromobil od Volkswagenu za 11-tisíc eur je realitou. Má brutálnu AI výbavu a dojazd 465 km
- Netflix práve pridal novú sériu svetového hitu. Všetky časti sú online aj s dabingom
- Definitívny obrat? Známy ropný gigant na svojich čerpačkách prestáva predávať benzín a naftu
- 4 roky čakania sa skončili. Akčný hit konečne dorazil online aj s dabingom
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Brusel pritvrdzuje: Vodiči dostali novú povinnosť. Nevyhnú sa jej ani staršie autá
- 4 roky čakania sa skončili. Akčný hit konečne dorazil online aj s dabingom
- EÚ ide po vodičoch. Drastické zmeny pocítia aj Slováci, za toto ti môžu zobrať vodičák (PREHĽAD)
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Mihál upozorňuje: Od decembra môžu Slováci získať až 21,70 eura denne, nárok sa týka aj SZČO

Čakajú ťa 2 obálky a 4 až 6 lístkov: Pozor na chyby, takto sa volí v komunálnych voľbách 2026 (NÁVOD)

Lasica Banášovi: „Mne sa vyhrážať nebudeš.“ Hana Lasicová zverejnila staré listy, rodina zvažuje právne kroky

Najbohatšia Češka si prilepšila o stovky miliónov eur. Jej skupina zvýšila zisk o 157 %



