ソウル大学校とソウル市立大学の研究者らが、必要に応じて光を遅くできるプログラム可能なフォトニック集積回路を開発した。そう、彼らは光にブレーキをかける能力を与えたのだ。これは多くの人が渋滞でできたらいいのにと思うことだ。

ナムキョ・パーク教授とサンキュ・ユ教授（ソウル大学校電気・コンピュータ工学部）、そしてシアンジ・ピアオ教授（ソウル市立大学校電気・コンピュータ工学部）が率いるチームは、その研究成果を学術誌『Advanced Science』に発表した。彼らの目標は、増大するコンピューティングのボトルネックを解決することだ。

生成AIや大規模モデルはコンピューティングパワーを消費し続けており、従来の電子半導体は汗をかいている——大量のエネルギーを消費し、データ転送速度の限界に達している。そこで登場するのが、電子の代わりに光を使う光コンピューティングだ。光は高速で効率的だが、致命的な欠点がある：それは減速を拒むことだ。光子に「ちょっと待って」とは言えない。

そこで新しいチップの出番だ。これは結合共振器誘起透明化（CRIT）と呼ばれる現象を利用して、光信号の速度と形状を制御する。従来のCRITデバイスは一度製造されると、永遠に同じ動作をする。より長い遅延や異なる周波数が欲しい？ 残念、新しいチップを注文してくれ。この柔軟性の欠如は、リアルタイム処理を必要とするAIサーバーやデータセンターにとって大きな頭痛の種だった。

SNUチームは、明るいモードと暗いモードという2つの光状態を単一の調整可能パラメータとして扱い、2つの制御可能なループカプラを追加することで、ゲームを変えた。これにより、チップはその場で再プログラム可能になる。シミュレーションでは、信号の遅延、帯域幅の調整、さらには追加部品なしでの周波数変換が可能であることを示した。そして、材料損失、熱クロストーク、製造上の不完全性などの実環境条件下でも機能する。

商業化されれば、この単一チップで信号同期、調整可能遅延線、光バッファ、周波数変換をすべて処理でき、ソフトウェア定義システムのように柔軟になる。つまり、データセンターやAIサーバーはより小型で安価、エネルギー効率が向上する。応用分野には自動運転、次世代通信、量子技術も含まれる。

パーク教授は「この研究は、フォトニック集積回路内の光の流れを必要に応じて再構成可能にする新しい設計原理を提案した点で重要であり、設計の柔軟性を大幅に向上させる」と述べた。共筆頭著者のスンギュン・パーク博士と博士課程学生のボムジュン・チェは「従来のフォトニック共振器物理を異なる視点から再解釈することが、新機能を発見する出発点となり得ることに気づいた」と付け加えた。

こうして光はついに忍耐を学んだ。あとはインターネットの読み込み時間にも同じことができればいいのだが。